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Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI
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Vol. 9. Núm. 4.
Páginas 474-483 (Octubre - Diciembre 2012)
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Vol. 9. Núm. 4.
Páginas 474-483 (Octubre - Diciembre 2012)
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Framework Heurístico para la Implementación de Sistemas Activos de Reconocimiento de Objetos
Heuristic Framework to Develop Active Object Recognition
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E. Gonzáleza,
Autor para correspondencia
eliza.glez@gmail.com

Autor para correspondencia.
, A. Adánb, V. Feliúa
a Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Automá tica y Comunicaciones, Universidad de Castilla La Mancha, E.T.S.I. Industriales, Avda. Camilo Jose’ Cela, 13071, Ciudad Real, España
b Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automá tica, Universidad de Castilla La Mancha, E.S. de Informática, Paseo de la Universidad 4. 13071, Ciudad Real, España
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Resumen

Este trabajo presenta un framework para el desarrollo de sistemas activos de reconocimiento de objetos de forma libre. El framework propuesto aborda el problema de incertidumbre presente en los sistemas de reconocimiento de objetos basados en visión monocular mediante un modelo heurístico que permite usar cualquier tipo de vector de características para representar la información de las vistas. De esta manera, se pueden emplear vectores de características que estimen la pose del objeto con mayor precisión que en los tradicionales sistemas estocásticos. La estrategia empleada para el desarrollo del sistema de reconocimiento activo propuesto se basa en agrupar las vistas de los objetos de la base de datos en clusters y, a partir del estudio de la información contenida en ellos, desarrollar de manera eficiente las tareas de clasificación, selección de las posiciones del sensor y el cálculo de la evidencia. El algoritmo de clasificación emplea una máquina de soporte vectorial (SVM) dotando al sistema de reconocimiento de robustez ante pequeñas deformaciones en la apariencia de los objetos por ruido, cambios de iluminación, variaciones en el punto de vista etc. Para la estimación de las posiciones del sensor se utiliza una D-Sphere con el objetivo de reducir la incertidumbre empleando el menor número de movimientos. Además, cada cluster es modelado como una D-Sphere lo que permite de manera off-line evaluar las diferencias de apariencia, entre objetos ambiguos, según el punto de vista desde el que se les observe . Este método ha sido experimentado en un entorno real con un robot manipulador dotado de una webcam en su efector final.

Palabras clave:
Reconocimiento de objetos de forma libre
sistema activo de reconocimiento de objetos
SVM
clustering
selección de la próxima vista
Abstract

This paper presents a framework for the development of active systems for object recognition. The proposed framework addresses the problem of uncertainty in object recognition based on monocular vision using a heuristic model that allow the implementation of the shape recognition stage by means of feature vectors without stochactic properties (PCA). The strategy employed to develop the proposed active recognition system is based on grouping the views of the objects in the database and clusters. From the study of the information contained in the cluster are efficiently developed the classification task, selection of sensor positions and calculation of the evidence. The classification algorithm uses a support vector machine (SVM) model to provide robustness to small deformations in the appearance of objects by noise, lighting changes, variations in the point of view. The sensor planing stage, which aims to reduce uncertainty using a minimum number of sensor movements, is based on the D-Sphere model. Each cluster is represented by a D-Sphere which allows, in an off-line process, to evaluate the uncertainty between objects hypothesis. This method has been tested in a real environment with a robot equipped with a webcam on the end-effector.

Keywords:
Free-form object recognition
active recognition system
SVM
clustering
next bext view
Referencias
[Abdi and Williams, 2010]
H. Abdi, L.J. Williams.
Principal component analysis.
Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics, 2 (2010), pp. 433-459
[Borotschnig et al., 1999]
H. Borotschnig, L. Paletta, A. Pinz.
A comparison of probabilistic, possibilistic and evidence theoretic fusion schemes for active object recognition.
Computing, 62 (1999), pp. 293-319
[Bramao et al., 2011]
I. Bramao, A. Reis, K.M. Petersson, L. Faísca.
The role of color information on object recognition: A review and meta-analysis.
Acta Psycho- logica, 138 (2011), pp. 244-253
[Campbell and Flynn, 2001]
R.J. Campbell, P.J. Flynn.
A survey of free-form object representation and recognition techniques.
Computer Vision and Image Understanding, 81 (2001), pp. 166-210
[Cristianini and Shawe-Taylor, 2010]
Cristianini, N., Shawe-Taylor, J., 2010. An Introduction to Support Vector Machines and Other Kernel-based Learning Methods. Cambridge University Press.
[Deinzer et al., 2006]
F. Deinzer, J. Denzler, C. Derichs, H. Niemann.
Integrated Viewpoint Fusion and Viewpoint Selection for Optimal Object Recognition.
In: British Machine Vision Conference 2006., 1 (2006), pp. 287-296
[Deinzer et al., 2003]
Deinzer, F., Denzler, J., Niemann, H., 2003. Viewpoint Selection - Planning Optimal Sequences of Views for Object Recognition. In: Petkov, N., Wes- tenberg, M.A. (Eds.), Computer Analysis of Images and Patterns - CAIP. [03’] Lecture Notes in Computer Science. -, pp. 65-73.
[Flusser, 2000]
J. Flusser.
On the independence of rotation moment invariants.
Pattern. Recognition, 33 (2000), pp. 1405-1410
[González et al., 2012]
E. González, A. Adán, V.F. Batlle.
2d shape representation and similarity measurement for 3d recognition problems: An experimental analysis.
Pattern Recognition Letters, 33 (2012), pp. 199-217
[González et al., 2004]
González, E., Adán, A., Feliú, V., 2004. Descriptores de fourier para la identificación y posicionamiento de objetos en entornos 3d. XXV Jornadas de automática.
[González et al., 2008a]
González, E., Adán, A., Feliú, V., Sánchez, L., June 2008a. Active object recognition based on fourier descriptors clustering. Pattern Recogn. Lett. 29, 1060-1071.
[González et al., 2008b]
González, E., Adán, A., Feliú, V., Sánchez, L., 2008b. A solution to the next best view problem based on dspheres for 3d object recognition. In: Procee- dings of the Tenth IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging. CGIM ‘08. ACTA Press, pp. 286-291.
[Gremban and Ikeuchi, 1994]
K.D. Gremban, K. Ikeuchi.
Planning multiple observations for object recognition.
International Journal of Computer Vision, 12 (1994), pp. 137-172
[Hu, 1962]
Hu, M.-K., february 1962. Visual pattern recognition by moment invariants. Information Theory, IRE Transactions on 8 (2), 179-187.
[Janoos, 2006]
Janoos, F., 2006. A perceptual study of shape metrics.
[Kanungo et al., 2002]
T. Kanungo, D.M. Mount, N.S. Netanyahu, C.D. Piatko, R. Silverman, A.Y. Wu.
An efficient k-means clustering algorithm: Analysis and implementation.
IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 24 (July 2002), pp. 881-892
[Kopp-Borotschnig et al., 2000]
H. Kopp-Borotschnig, L. Paletta, M. Prantl, A. Pinz.
Appearance- based active object recognition.
Image Vision Comput., 18 (2000), pp. 715-727
[Kovacic et al., 1998]
S. Kovacic, A. Leonardis, F. Pernus.
Planning sequences of views for [3-d] object recognition and pose determination.
Pattern Recognition, 31 (1998), pp. 1407-1417
[Kragic and Christensen, 2002]
Kragic, D., Christensen, H.I., 2002. Survey on visual servoing for manipulation. Tech. rep., Computational Vision and Active Perception Laboratory.
[Liu and Tsai, 1990]
Liu, C.-H., Tsai, W.-H., May 1990. 3d curved object recognition from multiple. [2d] camera views. Comput. Vision Graph. Image Process. 50, 177-187.
[Rai and Singh, 2010]
Rai, P., Singh, S., October 2010. Article:a survey of clustering techniques. International Journal of Computer Applications 7 (12), 1-5, published By Foun- dation of Computer Science.
[Roy et al., 2004]
S.D. Roy, S. Chaudhury, S. Banerjee.
Active recognition through next view planning: a survey.
Pattern Recognition, 37 (2004), pp. 429-446
[Sahack, 1999]
Sahack, 1999. Strategies Using Dempster-Shafer Belief Accumula- tion.
[Sipe and Casasent, 2002]
M.A. Sipe, D. Casasent.
Feature space trajectory methods for active computer vision.
IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., 24 (2002), pp. 1634-1643
[Steinwart and Christmann, 2008]
Steinwart, I., Christmann, A., 2008. Support Vector Machines, 1st Edition.
[Springer Publishing Company and Incorporated., 2011]
Springer Publishing Company, Incorporated. UCLM, 2011. 3dsl: Dataset object models. URL: http://isa.esi.uclm.es/descarga-objetos-adan/.
[Yuan and Street, 2007]
Yuan, D., Street, W.N., 2007. Hacs: Heuristic algorithm for clustering subsets. In: SDM.
[Zahn and Roskies, 1972]
C.T. Zahn, R.Z. Roskies.
Fourier descriptors for plane closed curves.
IEEE Trans. Comput., March 21 (1972), pp. 269-281
[Zitová and Flusser, 2003]
B. Zitová, J. Flusser.
Image registration methods: a survey.
Image Vision. Comput., 21 (2003), pp. 977-1000
Copyright © 2012. Elsevier España, S.L.. Todos los derechos reservados
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