Post on 22-Apr-2015
Aplicação de Modelos Deformáveis para Extração de Jogadores em Imagens Digitais de Jogos de Futebol
Algemiro Augusto
Professor: Marcelo Gattass
Fundamentos da Computação Gráfica
Imagem Original
Objetivo
Extrair o background de uma imagem de jogo de futebol preservando ao máximo informações sobre o contorno do jogador.
Proposta
1. Definir manualmente uma regiao de interesse.
2. Segmentar baseado na diferença de cor rgb.
3. Dilatar e erodir.
4. Usar modelo de Snake ( Inicialização com o algoritmo Door-In-Door-Out )
Snakes
))(),(()(
;]1,0[: 2
sysxsC
RDC
Métodos baseados em modelos deformáveis. Eles foram inicialmente propostos por Kass e companheiros e desde então têm sido usados com sucesso em tarefas de segmentação, rastreamento de objetos e análise de imagens.
Os modelos de Snakes podem ser uma combinação de duas partes: As forças provenientes da energia interna e as forças provenientes da energia externa.
Forças do Modelo de Snake
Assim, as forças FI e FE são combinadas para gerar uma força de Snake. A FI é negativa para se contrapor a FE. Assim, a FI é alta fora da borda e a FE é baixa, fazendo a Snake depender mais da FE. Quando ela se aproxima da borda, a FE cresce e tende a anular a FI, a curva de ultrapassar a borda.
Forças do Modelo de Snake
Assim, o modelo de Snake será E = Einterna + Eexterna
Uma combinação das duas forças, cujo resultado é uma curva mais próxima da borda.
Força Elástica
P1
P2
P3
F-elástica (FE) = Distância de P2 para o ponto médio entre P1 e P3
Matematicamente o ponto médio M = (P1 + P3)/2
Assim FE = M – P2
Note que: quando P1 = P2 = P3, FE = 0; Quanto, mais esticado o ponto P2, maior é a sua Energia e consequentemente sua FE
É uma força que depende somente da Geometria da Curva.
MPonto Médio
Força Elástica - Evolução
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda se não tiver nada que a pare, uma vez que ela depende somente da geometria dela própria
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda se não tiver nada que a pare, uma vez que ela depende somente da geometria dela própria
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda se não tiver nada que a pare, uma vez que ela depende somente da geometria dela própria
Força Externa
A força externa FE pode ser modelada como a Força do gradiente da imagem. Assim, ela depende da intensidade dos pixels. Onde há maior variação (numa borda, por exemplo), maior é a FE.
FEx = (I(x+1,y) - I(x-1,y))/2
FEy = (I(x,y+1) - I(x,y-1))/2
FE = FEy/FEx
A FE é definida como a norma-2 do gradiente da imagem ||m||2
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
A Força Externa que depende do gradiente é maior nas bordas do objeto
Inicialização da Snake: Iteração 0
Iteração 5
Iteração 10
Iteração 20
Algoritmo Door-In-Door-OutInício
Segmentação
Dado um pixel p(R,G,B), consideramos a seguinte regra de pertinencia:
Se G/R > a e G/B > b o ponto p pertence ao campo de futebol, caso contrário, pertence ao jogador.
Essa estratégia, simples, só funciona se o p estiver próximo da região de interesse.
A vantagem é a simplicidade de implementação e velocidade de computação
Resultados
Imagem Original Região Marcada
Região Segmentada Após Morfologia Matemática