visión artificial, una herramienta para los sistemas...

48
Visi´on Artificial, una herramienta para los sistemas inteligentes Luis M. Valent´ ın Coronado Centro de Investigaciones en ´ Optica 21 de Septiembre de 2018

Upload: others

Post on 22-Jul-2020

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

Vision Artificial, una herramientapara los sistemas inteligentes

Luis M. Valentın Coronado

Centro de Investigaciones en Optica

21 de Septiembre de 2018

Page 2: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

1

Contenido

1 Introduccion

2 Vision artificial

3 Sistemas inteligentes

4 Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 3: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

1

Contenido

1 Introduccion

2 Vision artificial

3 Sistemas inteligentes

4 Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 4: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

2

Introduccion

¿Procesamiento deImagenes o

Vision Artificial?

Luis Valentın — PI-2018

Page 5: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

3

[]

Introduccion

Procesamiento de imagnes

El procesamiento digital de imagenes es un campo muy intere-sante, ya que brinda informacion pictorica mejorada que puedeser usada para una mejor interpretacion y procesamiento hu-mano de los datos de imagenes, para su almacenamiento o parala transmision.

Luis Valentın — PI-2018

Page 6: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

4

Introduccion

Procesamiento de imagnes

El procesamiento de imagenes es una tecnica para mejorar image-nes recibidas de camaras, estas imagenes pueden provenir dedispositivos usados en la vida cotidiana, aviones, satelites, son-das espaciales, etc.

El procesamiento de imagenes ha mejorado significativamente enlos ultimos tiempos (procesadores mas ”poderosos”) y se exten-dio a varios campos de la ciencia y la tecnologıa.

Luis Valentın — PI-2018

Page 7: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

4

Introduccion

Procesamiento de imagnes

El procesamiento de imagenes es una tecnica para mejorar image-nes recibidas de camaras, estas imagenes pueden provenir dedispositivos usados en la vida cotidiana, aviones, satelites, son-das espaciales, etc.

El procesamiento de imagenes ha mejorado significativamente enlos ultimos tiempos (procesadores mas ”poderosos”) y se exten-dio a varios campos de la ciencia y la tecnologıa.

Luis Valentın — PI-2018

Page 8: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

5

Introduccion

Analisis de imagnes

Procesar una imagen digital significa ”mejorarla”, es decir, elimi-nar el ruido y cualquier tipo de irregularidades presentes, usandouna computadora.

Luis Valentın — PI-2018

Page 9: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

6

Introduccion

Analisis de imagnes

Para el analisis, una imagen puede definirse como una funcionbidimensional f(x, y), donde x, y son coordenadas, y el valor def en cualquier par de coordenadas (x, y) se llama intensidad onivel de gris de la imagen en ese punto.

Una imagen digital esta compuesta por un numero finito de ele-mentos, cada uno de los cuales tiene una ubicacion y un valor enparticular. Estos elementos son conocidos como pıxeles.

Luis Valentın — PI-2018

Page 10: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

6

Introduccion

Analisis de imagnes

Para el analisis, una imagen puede definirse como una funcionbidimensional f(x, y), donde x, y son coordenadas, y el valor def en cualquier par de coordenadas (x, y) se llama intensidad onivel de gris de la imagen en ese punto.Una imagen digital esta compuesta por un numero finito de ele-mentos, cada uno de los cuales tiene una ubicacion y un valor enparticular. Estos elementos son conocidos como pıxeles.

Luis Valentın — PI-2018

Page 11: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

7

Introduccion

Generacion de imagnes

Figura: Formacion de una imagen*

*Imagen tomda de internet.Luis Valentın — PI-2018

Page 12: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

8

Introduccion

Generacion de imagnes

Figura: Composicion de una imagen*

*Imagen tomda de internet.Luis Valentın — PI-2018

Page 13: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

9

Introduccion

Pero,

¿Porque es importante esta informacion?¿Como hacemos uso de esta informacion?¿Es posible construir sistemas que se retroalimenten de estainformacion?...

Luis Valentın — PI-2018

Page 14: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

9

Introduccion

Pero,

¿Porque es importante esta informacion?

¿Como hacemos uso de esta informacion?¿Es posible construir sistemas que se retroalimenten de estainformacion?...

Luis Valentın — PI-2018

Page 15: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

9

Introduccion

Pero,

¿Porque es importante esta informacion?¿Como hacemos uso de esta informacion?

¿Es posible construir sistemas que se retroalimenten de estainformacion?...

Luis Valentın — PI-2018

Page 16: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

9

Introduccion

Pero,

¿Porque es importante esta informacion?¿Como hacemos uso de esta informacion?¿Es posible construir sistemas que se retroalimenten de estainformacion?...

Luis Valentın — PI-2018

Page 17: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

9

Contenido

1 Introduccion

2 Vision artificial

3 Sistemas inteligentes

4 Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 18: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

10

Vision artificial

¿Que es la vision artificial?

Combinacion de conceptos, tecnicas e ideas del procesamientode imagenes digitales, reconocimiento de patrones, inteligenciaartificial y graficos por computadora.

Figura: Vision artificial.

La mayorıa de las tareas de vision artificial estan relacionadascon el proceso de obtencion de informacion sobre eventos o des-cripciones, desde escenas de entrada.

Luis Valentın — PI-2018

Page 19: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

10

Vision artificial

¿Que es la vision artificial?

Combinacion de conceptos, tecnicas e ideas del procesamientode imagenes digitales, reconocimiento de patrones, inteligenciaartificial y graficos por computadora.

Figura: Vision artificial.

La mayorıa de las tareas de vision artificial estan relacionadascon el proceso de obtencion de informacion sobre eventos o des-cripciones, desde escenas de entrada.

Luis Valentın — PI-2018

Page 20: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

11

Vision artificial

¿Que es la vision artificial?

De manera general podemos considerar que la vision artificial estabasada en al menos cuatro pilares:

Reconocimiento

de Patrones

Ciencias de

la Computacion

Vision

Humana

Procesamiento

de Senales

Vision

Artificial

Luis Valentın — PI-2018

Page 21: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

12

Vision artificial

Aplicaciones

Los metodos utilizados para resolver problemas con vision artificialdependen del dominio de la aplicacion y la naturaleza de los datosque se analizan.

Figura: Aplicaciones.

Luis Valentın — PI-2018

Page 22: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.Control de procesos.Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 23: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.

Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.Control de procesos.Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 24: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.

Deteccion de eventos.Control de procesos.Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 25: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.

Control de procesos.Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 26: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.Control de procesos.

Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 27: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.Control de procesos.Interaccion humano-computadora.

etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 28: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

13

Vision Artificial

¿Para que es usada la vision artificial?

Deteccion, segmentacion, descripcion y reconocimiento de obje-tos de interes.Modelado de objetos o ambientes.Deteccion de eventos.Control de procesos.Interaccion humano-computadora.etc...

Luis Valentın — PI-2018

Page 29: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

14

Vision artificial

¿Es la vision artificial un problema?

La idea es simple...

Sin embargo, la idea nece-sita de un poco de refina-miento...

Luis Valentın — PI-2018

Page 30: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

14

Vision artificial

¿Es la vision artificial un problema?

La idea es simple...

Sin embargo, la idea nece-sita de un poco de refina-miento...

Luis Valentın — PI-2018

Page 31: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

14

Contenido

1 Introduccion

2 Vision artificial

3 Sistemas inteligentes

4 Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 32: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

15

Sistemas inteligentes

¿Inteligencia?*

Capacidad de entender o comprender.Es un conjunto de habilidades, destrezas y experiencias sobrecierto dominio.Es la capacidad de resolver problemas.

*RAELuis Valentın — PI-2018

Page 33: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

16

Sistemas inteligentes

¿Inteligencia?

Decimos que se tiene inteligencia cuando:

Se aprende de la experiencia.Se encuentra sentido a mensajes ambiguos.Se tiene la capacidad de inferir.Se adquiere conocimiento nuevo.

Luis Valentın — PI-2018

Page 34: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

17

Sistemas inteligentes

¿Pueden las maquinas pensar?

Luis Valentın — PI-2018

Page 35: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

18

Sistemas inteligentes

Inteligencia Artificial

La Inteligencia Artificial (IA) puede ser definida como la respuestaque presenta un agente al percibir su entorno.

Coloquialmente, el termino inteligencia artificial se aplica cuan-do una maquina imita las funciones ”cognitivas” que los humanosasocian con otras mentes humanas, como por ejemplo: ”apren-der” o ”resolver problemas”.

Luis Valentın — PI-2018

Page 36: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

18

Contenido

1 Introduccion

2 Vision artificial

3 Sistemas inteligentes

4 Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 37: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

19

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Video vigilancia.

Figura: Camara IP.

Luis Valentın — PI-2018

Page 38: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

20

Ejemplos de sistemas inteligentes.

SuBSENSE : A Universal ChangeDetection Method with Local

Adaptive Sensitivity.

+

Blobs

Luis Valentın — PI-2018

Page 39: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

21

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Luis Valentın — PI-2018

Page 40: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

22

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Reliable Confirmation of an Object Identity by aMobile Robot: A Mixed Appearance/Localization-DrivenMotion Approach.

Figura: Camara web.

Luis Valentın — PI-2018

Page 41: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

23

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Object Detection withDiscriminatively Trained

Part Based Models.

+

Programacion DinamicaEstocastica

Luis Valentın — PI-2018

Page 42: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

24

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Deteccion de Objetos.

Figura: RGBD.

Luis Valentın — PI-2018

Page 43: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

25

Ejemplos de sistemas inteligentes

Imagen de color ynube de puntos.

�Objetos detectados.

+Tensor Flow

Luis Valentın — PI-2018

Page 44: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

26

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Seguimiento de personas.

Figura: RGBD.

Luis Valentın — PI-2018

Page 45: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

27

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Marcadores.

+

Camshift.

+

Filtro de Kalman.

Luis Valentın — PI-2018

Page 46: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

28

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Inspeccion.

Figura: Zenmus X3.

Luis Valentın — PI-2018

Page 47: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

29

Ejemplos de sistemas inteligentes.

Figura: Puntos de interes.Figura: Reconstruccion.

Luis Valentın — PI-2018

Page 48: Visión Artificial, una herramienta para los sistemas ...pi2018.eventos.cimat.mx/sites/pi2018/files/LValentin.pdf · para los sistemas inteligentes Luis M. Valent n Coronado Centro

30

GraciasDr. Luis Manuel Valentın [email protected] de Investigaciones en Optica.

Luis Valentın — PI-2018