Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T11:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GilmarioBarbosa_D.pdf: 14752419 bytes, checksum: b5450debd9ddfb2a4a50a26c4b326901 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O comprimento do arco elétrico é um parâmetro importante para a modelagem matem ática do arco elétrico. O perfil da variação do comprimento do arco atualmente é estimado pela análise da tensão medida entre os terminais do arco e da corrente do arco. Porém esses resultados não são conclusivos, pois não apresentam uma medição (escala métrica) do eixo-médio tridimensional do arco elétrico. Por outro lado, as imagens da evolução do arco podem fornecer informação suficiente à reconstrução do seu eixo tridimensional e à estimativa do comprimento do arco a cada instante, determinando uma curva de variação do comprimento. A principal contribuição deste trabalho, portanto, reside na obtenção da estimativa do comprimento do arco e, por conseguinte, do alongamento de arcos elétricos baseada na aplicação do modelo snake-3D na reconstrução tridimensional dos eixos longitudinais de arcos elétricos gerados artificialmente. Foram realizados diferentes experimentos para avaliar a proposta de aplicação da snake-3D. Inicialmente, algumas características geométricas dos arcos foram reproduzidas em curvas paramétricas cujas projeções, sobre seções de planos, formaram as sequências de pares de imagens e determinaram os conjuntos de casos experimentais. Em seguida os resultados obtidos através da aplicação da snake-3D foram analisados comparativamente a outros métodos de reconstrução 3D frente aos valores verdadeiros dos comprimentos das curvas. Também foram realizados experimentos com um objeto concreto, nesse caso, um neon flexível manipulado defronte a um par de câmeras reais. As matrizes de calibração foram determinadas por meio de procedimento específico, o comprimento verdadeiro do objeto foi estimado por meio de medição direta e comparado aos resultados obtidos através da aplicação da snake-3D e outro método de reconstrução 3D. Em seguida a snake-3D foi aplicada a imagens de arcos elétricos reais cuja evolução foi capturada utilizando câmeras reais. Nesses casos as estimativas dos comprimentos por meio de snake-3D foram contrapostas aos estudos baseados na análise dos sinais de tensão e de corrente medidos nas extremidades do arco em evolução. Os comprimentos obtidos com a abordagem proposta foram semelhantes aos obtidos através de medidas elétricas, o que valida o uso da metodologia desenvolvida para este tipo de aplicação / Abstract: The electrical arc length is an important parameter for the arc mathematical modeling. Nowadays the profile of the arc length variation is estimated by the analysis of the voltage measured at the extremities of the arc and the current of the arc. But these results are not conclusive because they do not present a metrical measurement of the three-dimensional medial-axis of the arc. On the other hand, the images of the spatial evolution of the arc can provide enough resources for recovering the 3D longitudinal axis for estimation of the arc length as well as for obtaining the curve of length variation along the time. The main contribution of this work therefore lies in the estimation of the arc length, and consequently the elongation of electric arcs based on the application of the model (3D-snake) for the three-dimensional reconstruction of the longitudinal axes of artificially generated electrical arcs. Different experiments were conducted to evaluate the proposed application of the 3D-snake. Initially, some geometrical characteristics of the arcs were reproduced in parametric curves whose projections formed sequences of image pairs and determined the sets of test cases. Then the results obtained by applying the 3D-snake were analyzed in comparison to other 3D reconstruction methods against the true values of the lengths of curves. Also experiments were performed with a concrete object, in this case, a flexible neon manipulated in front of a pair of real cameras. The calibration matrices were determined by specific procedure, the length of the real object was estimated by direct measurement and compared to results obtained by applying the 3D-snake and other 3D reconstruction method. Next the 3D-snake was applied to real images of arcs whose evolutions were captured using real cameras. In these cases the estimation of measurement through 3D-snake were opposed to results based on arc current and arc voltage measured at arc terminals. The lengths obtained with the proposed model were similar to those obtained through electrical measurements, which validates the use of the method developed for this type of application / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Jorge Stolfi, Neucimar Jerônimo Leite / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T03:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Minetto_Rodrigo_D.pdf: 35894128 bytes, checksum: 8a0e453fba7e6a9a02fb17a52fdbf878 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nesta tese abordamos três problemas de visão computacional: (1) detecção e reconhecimento de objetos de texto planos em imagens de cenas reais; (2) rastreamento destes objetos de texto em vídeos digitais; e (3) o rastreamento de um objeto tridimensional rígido arbitrário com marcas conhecidas em um vídeo digital. Nós desenvolvemos, para cada um dos problemas, algoritmos inovadores, que são pelo menos tão precisos e robustos quanto outros algoritmos estado-da-arte. Especificamente, para reconhecimento de texto nós desenvolvemos (e validamos extensivamente) um novo descritor de imagem baseado em HOG especializado para escrita romana, que denominamos T-HOG, e mostramos sua contribuição como um filtro em um detector de texto (SNOOPERTEXT). Nós também melhoramos o algoritmo SNOOPERTEXT através do uso da técnica multiescala para tratar caracteres de tamanhos bastante variados e limitar a sensibilidade do algoritmo a vários artefatos. Para rastreamento de texto, nós descrevemos quatro estratégias básicas para combinar a detecção e o rastreamento de texto, e desenvolvemos também um rastreador específico baseado em filtro de partículas que explora o uso do reconhecedor T-HOG. Para o rastreamento de objetos rígidos, nós desenvolvemos um novo algoritmo preciso e robusto (AFFTRACK) que combina rastreamento de características por KLT com uma calibração de câmera melhorada. Nós testamos extensivamente nossos algoritmos com diversas bases de dados descritas na literatura. Nós também desenvolvemos algumas bases de dados (publicamente disponíveis) para a validação de algoritmos de detecção e rastreamento de texto e de rastreamento de objetos rígidos em vídeos / Abstract: In this thesis we address three computer vision problems: (1) the detection and recognition of flat text objects in images of real scenes; (2) the tracking of such text objects in a digital video; and (3) the tracking an arbitrary three-dimensional rigid object with known markings in a digital video. For each problem we developed innovative algorithms, which are at least as accurate and robust as other state-of-the-art algorithms. Specifically, for text classification we developed (and extensively evaluated) a new HOG-based descriptor specialized for Roman script, which we call T-HOG, and showed its value as a post-filter for an existing text detector (SNOOPERTEXT). We also improved the SNOOPERTEXT algorithm by using the multi-scale technique to handle widely different letter sizes while limiting the sensitivity of the algorithm to various artifacts. For text tracking, we describe four basic ways of combining a text detector and a text tracker, and we developed a specific tracker based on a particle-filter which exploits the T-HOG recognizer. For rigid object tracking we developed a new accurate and robust algorithm (AFFTRACK) that combines the KLT feature tracker with an improved camera calibration procedure. We extensively tested our algorithms on several benchmarks well-known in the literature. We also created benchmarks (publicly available) for the evaluation of text detection and tracking and rigid object tracking algorithms / Doutorado / Ciência da Computação / Doutor em Ciência da Computação