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Avaliação de estratégias para cálculo do contraste local e seus efeitos na estabilidade de pontos de interesse sob mudanças de iluminação

Invariance to changes in scene illumination is a desirable feature in computer vision, but its accomplishment is still a challenging task even for modern vision systems. This work presents a novel way to detect keypoints in scale-space by applying the luminance ratio concept for local contrast calcu...

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Autor principal:	Endrice, Lucas Niquele
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Visão por computador Iluminação Processamento de imagens Percepção de imagens Computer vision Lighting Image processing Picture perception CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO Engenharia Elétrica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25670
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id	riut-1-25670
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spelling	riut-1-256702021-08-06T06:06:32Z Avaliação de estratégias para cálculo do contraste local e seus efeitos na estabilidade de pontos de interesse sob mudanças de iluminação Evaluation of local contrast calculation strategies and their effects on keypoint stablility under illumination changes Endrice, Lucas Niquele Vieira Neto, Hugo https://orcid.org/0000-0003-3138-5639 http://lattes.cnpq.br/8827447995496589 Vieira Neto, Hugo https://orcid.org/0000-0003-3138-5639 http://lattes.cnpq.br/8827447995496589 Almeida, Paulo Ricardo Lisboa de https://orcid.org/0000-0002-5502-7839 http://lattes.cnpq.br/3557497581433497 Minetto, Rodrigo https://orcid.org/0000-0003-2277-4632 http://lattes.cnpq.br/8366112479020867 Visão por computador Iluminação Processamento de imagens Percepção de imagens Computer vision Lighting Image processing Picture perception CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO Engenharia Elétrica Invariance to changes in scene illumination is a desirable feature in computer vision, but its accomplishment is still a challenging task even for modern vision systems. This work presents a novel way to detect keypoints in scale-space by applying the luminance ratio concept for local contrast calculation, first introduced by Wallach’s Lightness Constancy Theory. The hypothesis is that an operator based on luminance ratios may detect more stable keypoints with respect to illumination changes than the usual difference-based operators. In order to test this hypothesis, the SIFT detector was adapted to the proposed approach with minimum implementation efforts. Experimental results show that the proposed approach by luminance ratios has indeed provided more stable keypoint detection than the original SIFT detector approach based on luminance differences, specially in lower illumination conditions. Existing applications using the SIFT detector can be easily adapted to use the luminance ratio concept for improved performance in environments with uncontrolled lighting conditions. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A invariância a mudanças na iluminação de uma cena é uma almejada característica em visão computacional, mas isso tem demonstrado ser uma tarefa desafiadora até mesmo para sistemas de visão modernos. Este trabalho apresenta um novo método para detecção de pontos de interesse no espaço de escalas aplicando o conceito de razão de luminâncias para o cálculo de contraste local, apresentado originalmente por Wallach em sua teoria de Constância na Percepção de Luminosidade (Lightness Constancy). A hipótese explorada é que o operador de contraste baseado em razão de luminâncias detectaria pontos de interesse mais estáveis em diferentes condições de iluminação que o operador baseado em diferença de luminâncias usualmente utilizado. A fim de testar essa hipótese, o detector SIFT foi adaptado para o método proposto de uma forma bastante simples. Os resultados obtidos demonstram que a utilização da nova abordagem que utiliza contraste por razão de luminâncias de fato produz pontos de interesse mais estáveis que método original do detector SIFT que utiliza contraste por diferença de luminâncias, principalmente em condições de pouca iluminação. Dessa forma, as aplicações existentes que já se utilizam do SIFT podem ser facilmente adaptadas para usar o conceito de contraste por razão de luminâncias e assim melhorar o seu desempenho em ambientes com iluminação não-controlada. 2021-08-05T18:34:05Z 2021-08-05T18:34:05Z 2021-06-14 masterThesis ENDRICE, Lucas Niquele. Avaliação de estratégias para cálculo do contraste local e seus efeitos na estabilidade de pontos de interesse sob mudanças de iluminação. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25670 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR
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description	Invariance to changes in scene illumination is a desirable feature in computer vision, but its accomplishment is still a challenging task even for modern vision systems. This work presents a novel way to detect keypoints in scale-space by applying the luminance ratio concept for local contrast calculation, first introduced by Wallach’s Lightness Constancy Theory. The hypothesis is that an operator based on luminance ratios may detect more stable keypoints with respect to illumination changes than the usual difference-based operators. In order to test this hypothesis, the SIFT detector was adapted to the proposed approach with minimum implementation efforts. Experimental results show that the proposed approach by luminance ratios has indeed provided more stable keypoint detection than the original SIFT detector approach based on luminance differences, specially in lower illumination conditions. Existing applications using the SIFT detector can be easily adapted to use the luminance ratio concept for improved performance in environments with uncontrolled lighting conditions.
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