Contenido Curso de
Tópicos Avanzados en Visualización:
Reconocimiento 3D
Cuatrimestre Mayo-Agosto del 2003

Elaboró: Dr. Luis Gerardo de la Fraga

Resumen: Nuestro objetivo de este curso es aplicas las nociones de visión por computadora (VC). La meta de VC es deducir las propiedades y estructura de un mundo tridimensional a partir de una o más imágenes bidimensionales. También se tratarán temas de Visualización 3D, animación y realidad virtual, para la creación de modelos tridimensionales y para tener la habilidad de ``navegar'' a través de ellos.

La herramientas de trabajo serán la librería de procesamiento de imágenes scimagen, y Qt (www.trolltech.com) para el desarrollo de las interfaces gráficas y Mesa (www.mesa3d.org) para interactuar con objetos tri-dimensionales.

Contenido:

1. Introducción al Procesamiento de Imagen
   1. Representación de una Imagen digital
   2. Modelo general para el procesamiento de imágenes
   3. Elementos de un sistema de procesamiento digital de imágenes: adquisición, almacenamiento, una computadora, comunicación, despliegue y software.

2. Fundamentos de Imágenes Digitales
   1. Un modelo simple de imagen
   2. Muestreo y cuantización
   3. Relaciones entre pixels: vecinos, conectividad, distancia, operaciones aritméticas/lógicas.
   4. Geometría de imágenes: transformaciones y proyecciones.
   5. Filtrado espacial.

3. Segmentación de Imagen
   1. Detección de discontinuidades
   2. Umbralización

4. Representación de la forma y reconocimiento del objeto
   1. Esquemas de representación. El esqueleto de una región. Códigos de cadena.
   2. Descriptores de fronteras: momentos.
   3. Morfología.
   4. Elementos de análisis de imagen
   5. Métodos de decisión teórica: emparejamiento (matching), clasificadores óptimos estadísticos, redes neuronales.

5. Algoritmos geométricos
   1. Algoritmo óptimo para encontrar el par de puntos más cercano.
   2. Algoritmos para encontrar la cubierta convexa (convex hull)
   3. Algoritmo óptimo para encontrar el diagrama de Voronoi.

6. Modelado geométrico
   1. Representación polinomial de objetos 3D
   2. Representación en Geometría Solida Constructiva
   3. Modelos deformables

7. Animación
   1. Animación de estructuras articuladas
   2. Captura de movimiento
   3. Deformación

8. Visualización
   1. Visión básica
   2. Visualización de campos vectoriales, tensores y diagramas de flujo.
   3. Visualización de campos escalares o campos de altura: isosuperficies por el método de encajamiento de cubo.

Prácticas:

1. Digitalizar una imagen de puntos aleatorios y construir su malla.
2. Digitalizar una imagen con contornos y reconocerlos
3. Digitalizar tubos manchados, construir su modelo 3D y el cálculo del área manchada.
4. Navegación sobre la superficie de una esfera
5. Visualizar la deformación interactiva de esferas.
6. Contrucción de modelos 3D y animarlos