Atributos geométricos invariantes às transformações afins para representação de nuvens de pontos e um arcabouço para extração de momentos algébricos
| Ano de defesa: | 2020 |
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| Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | Three-dimensional images (3D images) allow a more precise study of shapes and surfaces by means of depth information. Compared to two-dimensional images (2D images), 3D images overcome some limitations impose in some pratical scenarios. However, many application areas still depend on very invasive pre-processing steps in 3D images, often requiring a priori parameterization. Such dependencies of 3D images reflect on the feature extraction step, either limiting the options of methods that can be used or by impairing the extracted attributes and, consequently, the obtained results. The contribution of this work is two-fold: a new representation for 3D images calculated from a point cloud and a feature extraction system framework based on Moments that has the aforementioned format as the only input. Assembled from local surface information and without the need for any parameterized techniques, the format was called RABG Matrix and proposes to solve the problem of the three invariances arising from the transformations of translation, uniform scaling and rotation. The feature extraction framework inherits the invariance properties and is defined in modular terms, allowing the construction of any Moment Invariants. The invariant aspect is evaluated through demonstrations and empirical experiments. The description capacity of the feature extraction framework is tested by designing three Moment Functions which were used in a scenario of classification of individuals from faces represented by point clouds. |
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Rocha Neto, Artur RodriguesSoares, José Marques2021-02-19T20:56:52Z2021-02-19T20:56:52Z2020ROCHA NETO, Artur Rodrigues. Atributos geométricos invariantes às transformações afins para representação de nuvens de pontos e um arcabouço para extração de momentos algébricos. 2020. 74f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática, Fortaleza, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56647Three-dimensional images (3D images) allow a more precise study of shapes and surfaces by means of depth information. Compared to two-dimensional images (2D images), 3D images overcome some limitations impose in some pratical scenarios. However, many application areas still depend on very invasive pre-processing steps in 3D images, often requiring a priori parameterization. Such dependencies of 3D images reflect on the feature extraction step, either limiting the options of methods that can be used or by impairing the extracted attributes and, consequently, the obtained results. The contribution of this work is two-fold: a new representation for 3D images calculated from a point cloud and a feature extraction system framework based on Moments that has the aforementioned format as the only input. Assembled from local surface information and without the need for any parameterized techniques, the format was called RABG Matrix and proposes to solve the problem of the three invariances arising from the transformations of translation, uniform scaling and rotation. The feature extraction framework inherits the invariance properties and is defined in modular terms, allowing the construction of any Moment Invariants. The invariant aspect is evaluated through demonstrations and empirical experiments. The description capacity of the feature extraction framework is tested by designing three Moment Functions which were used in a scenario of classification of individuals from faces represented by point clouds.As imagens tridimensionais (imagens 3D) permitem um estudo mais preciso de formas e superfí- cies pois estas guardam informação de profundidade. Em comparação às imagens bidimensionais (imagens 2D), as imagens 3D superam algumas limitações daquelas em alguns cenários práticos. Entretanto, muitas áreas de aplicação ainda dependem de etapas de pré-processamento bastante invasivas nas imagens 3D, frequentemente demandando parametrizações a priori. Tais depen- dências das imagens 3D impactam na etapa de extração de atributos, seja limitando as opções de métodos que possam ser usados, seja prejudicando os atributos extraídos e, consequentemente, nos resultados obtidos. A contribuição deste trabalho divide-se em duas. A primeira consiste de uma nova representação para imagens 3D calculada a partir de uma nuvem de pontos. A segunda é materializada pela proposta de um arcabouço para a extração de atributos baseado em Momen- tos Algébricos, que tem como entrada de dados única a nova representação para imagens 3D. Montada a partir de informações locais de superfície e sem a necessidade de quaisquer técnicas parametrizadas, o formato foi chamado de Matriz RABG e se propõe a resolver o problema das três invariâncias oriundas das transformações afins: translação, escala uniforme e rotação. O arcabouço de extração de atributos herda as propriedades de invariância e é definido em termos modulares, permitindo a construção de qualquer sistema de extração de Momentos Invariantes. Avalia-se o aspecto invariante através de demonstrações e de experimentos empíricos. O poder de descrição do arcabouço de extração proposto é testado a partir de três Funções Momentos que foram aplicadas em um cenário de classificação de indivíduos a partir de faces representadas por nuvens de pontos.Nuvens de pontosPolinômios ortogonaisDecomposição em valores singularesAtributos geométricos invariantes às transformações afins para representação de nuvens de pontos e um arcabouço para extração de momentos algébricosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2020_dis_arrneto.pdf2020_dis_arrneto.pdfapplication/pdf7518324http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/56647/1/2020_dis_arrneto.pdf9c00c888c257fe076fe0590fb7a3ece1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81893http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/56647/2/license.txt4d8f4e989fd8622bc24a719aca4d64ceMD52riufc/566472022-05-05 14:37:38.074oai:repositorio.ufc.br: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2022-05-05T17:37:38Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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