El color és una font d'informació visual molt important i àmpliament utilitzada en els darrers anys en la visió per computador. La majoria dels mètodes desenvolupats fins ara tenen com objectiu extreure característiques de baix nivell de les imatges i aquesta informació no té un lligam directe amb la semàntica d'alt nivell que utilitzem els humans. La falta d'aquesta relació directa, que es coneix com -semantic gap', és encara més significativa per algunes aplicacions com la recuperació d'imatges de bases de dades on els usuaris requereixen sistemes que permetin realitzar cerques en llenguatge natural o almenys en un llenguatge d'alt nivell. Per tant, el principal objectiu d'aquesta tesi és fer un avanç en la línia de reduir el -semantic gap' en la tasca de donar noms als colors de les imatges.La principal contribució d'aquesta tesi és un model paramètric d'assignació de noms de colors en imatges. El problema s'ha emmarcat en la teoria dels conjunts difusos en la que cadascuna de les 11 categories bàsiques de color (blanc, negre, vermell, verd,groc, blau, marró, morat, rosa, taronja i gris) està caracteritzada per una funció de pertinença.Donat que l'objectiu d'aquest model és obtenir els mateixos noms que proporcionaria un observador humà, es necessita un conjunt de judicis fets per persones com a punt de partida pel procés de modelat. Per obtenir aquest conjunt de dades es proposa una metodologia basada en lògica difusa per experiments psicofísics que ha permès obtenir un conjunt de judicis difusos. La metodologia i els resultats són validats a partir del càlcul d'alguns estadístics habituals que són comparats amb experiments previs per mostrar l'equivalència entre els resultats obtinguts amb la nova metodologia i els d'experiments anteriors. El conjunt de dades obtingut s'ha posat a disposició de la comunitat científica a través d'Internet.L'anàlisi dels resultats de l'experiment permet definir les propietats que les funcions de pertinença haurien de complir. Proposarem i avaluarem diverses funcions per arribar finalment al model Triple Sigmoid amb centre El·líptic (TSE) que proporciona un bon ajust al conjunt d'aprenentatge i una classificació de l'espai de color Munsell que és consistent amb els treballs previs. El resultat del procés d'ajust és el conjunt de paràmetres del model que permeten calcular la pertinença de qualsevol mostra de color a les 11 categories de color considerades, amb tots els avantatges d'una implementació paramètrica.La darrera part de la tesi està dedicada a l'anàlisi de les condicions necessàries per aplicar el model en imatges reals sota condicions no calibrades on no es coneix cap informació sobre les condicions d'adquisició. Aquesta anàlisi mostra que el model pot funcionar amb un error acceptable en aplicacions de visió per computador en les que és necessària una representació perceptiva de la informació de color. El model s'avalua en una d'aquestes aplicacions per un problema real d'anotació automàtica de bases de dades d'imatges. Els resultats en els experiments mostren la potencialitat del model d'assignació de noms de color per diferents aplicacions futures i obren noves possibilitats de recerca en aquest camp. / Colour is an important visual cue widely used in computer vision in the last years. Most of the methods developed so far aim to extract low-level colour features from images and such information do not have a direct link to the high-level semantics that humans use. The lack of this direct link, known as the semantic gap, is even more significant for some applications such as image retrieval where users require systems able to support queries in natural language or, at least, in a high-level language. Hence, the main goal of this thesis is to make a further step in the way of reducing the semantic gap in the task of giving names to colours in images.The main contribution of this thesis is a parametric colour-naming model for images. The problem is framed on the fuzzy set theory where each one of the 11 basic colour categories (white, black, red, green, yellow, blue, brown, purple, pink, orange, and grey) is characterized by a membership function.Since the goal of such a model is to obtain the same name assignments as a human observer would provide, a set of human judgements is needed as starting point for the modelling process. To obtain such a data set we propose a methodology for fuzzy psychophysical experiments and a set of fuzzy judgements are obtained. The methodology and the results are validated by computing some usual statistics which are compared to previous experiments to show the equivalence of the results obtained with the new methodology and the ones from former experiments. The data set obtained has been made available online on the Internet for the research community.The analysis of the results from the experiment allows defining the properties that the membership functions should fulfil. Several functions are proposed and evaluated to achieve the final Triple-Sigmoid with Elliptical centre (TSE) model which provides good fitting to the learning data and a categorization of the Munsell colour space which is consistent with previous works. The result of the fitting process is the set of parameters of the model which allows computing the membership of any given colour sample to the 11 colour categories considered, with all the advantages of a parametric implementation.The last part of the thesis is devoted to analyse the conditions needed to apply the model on real images under uncalibrated conditions where no information about the acquisition conditions is known. This analysis shows that the model can work with an acceptable error on computer vision applications where a perceptual representation of colour information is needed. The model is tested in one of these applications on a real problem where automatic image annotation is used for image retrieval. The results on the experiments show the potentiality of the colour-naming model for different future applications and open new research possibilities in this field.

The human visual ability to perceive depth looks like a puzzle. We perceive three-dimensional spatial information quickly and efficiently by using the binocular stereopsis of our eyes and, what is mote important the learning of the most common objects which we achieved through living. Nowadays, modelling the behaviour of our brain is a fiction, that is why the huge problem of 3D perception and further, interpretation is split into a sequence of easier problems. A lot of research is involved in robot vision in order to obtain 3D information of the surrounded scene. Most of this research is based on modelling the stereopsis of humans by using two cameras as if they were two eyes. This method is known as stereo vision and has been widely studied in the past and is being studied at present, and a lot of work will be surely done in the future. This fact allows us to affirm that this topic is one of the most interesting ones in computer vision.The stereo vision principle is based on obtaining the three dimensional position of an object point from the position of its projective points in both camera image planes. However, before inferring 3D information, the mathematical models of both cameras have to be known. This step is known as camera calibration and is broadly describes in the thesis. Perhaps the most important problem in stereo vision is the determination of the pair of homologue points in the two images, known as the correspondence problem, and it is also one of the most difficult problems to be solved which is currently investigated by a lot of researchers. The epipolar geometry allows us to reduce the correspondence problem. An approach to the epipolar geometry is describes in the thesis. Nevertheless, it does not solve it at all as a lot of considerations have to be taken into account. As an example we have to consider points without correspondence due to a surface occlusion or simply due to a projection out of the camera scope.The interest of the thesis is focused on structured light which has been considered as one of the most frequently used techniques in order to reduce the problems related lo stereo vision. Structured light is based on the relationship between a projected light pattern its projection and an image sensor. The deformations between the pattern projected into the scene and the one captured by the camera, permits to obtain three dimensional information of the illuminated scene. This technique has been widely used in such applications as: 3D object reconstruction, robot navigation, quality control, and so on. Although the projection of regular patterns solve the problem of points without match, it does not solve the problem of multiple matching, which leads us to use hard computing algorithms in order to search the correct matches.In recent years, another structured light technique has increased in importance. This technique is based on the codification of the light projected on the scene in order to be used as a tool to obtain an unique match. Each token of light is imaged by the camera, we have to read the label (decode the pattern) in order to solve the correspondence problem. The advantages and disadvantages of stereo vision against structured light and a survey on coded structured light are related and discussed. The work carried out in the frame of this thesis has permitted to present a new coded structured light pattern which solves the correspondence problem uniquely and robust. Unique, as each token of light is coded by a different word which removes the problem of multiple matching. Robust, since the pattern has been coded using the position of each token of light with respect to both co-ordinate axis. Algorithms and experimental results are included in the thesis. The reader can see examples 3D measurement of static objects, and the more complicated measurement of moving objects. The technique can be used in both cases as the pattern is coded by a single projection shot. Then it can be used in several applications of robot vision.Our interest is focused on the mathematical study of the camera and pattern projector models. We are also interested in how these models can be obtained by calibration, and how they can be used to obtained three dimensional information from two correspondence points. Furthermore, we have studied structured light and coded structured light, and we have presented a new coded structured light pattern. However, in this thesis we started from the assumption that the correspondence points could be well-segmented from the captured image. Computer vision constitutes a huge problem and a lot of work is being done at all levels of human vision modelling, starting from a)image acquisition; b) further image enhancement, filtering and processing, c) image segmentation which involves thresholding, thinning, contour detection, texture and colour analysis, and so on. The interest of this thesis starts in the next step, usually known as depth perception or 3D measurement.

Aquesta Tesi que pretén proporcionar un conjunt de tècniques per enfrontar-se al problema que suposa la variació del color en les imatges preses des d'una plataforma mòbil per causa del canvi en les condicions d'il·luminació entre diverses vistes d'una certa escena preses en diferents instants i posicions. També tracta el problema de la segmentació de imatges de color per a poder-les utilitzar en tasques associades a les capacitats d'un robot mòbil, com ara la identificació d'objectes o la recuperació d'imatges d'una gran base de dades.Per dur a terme aquests objectius, primerament s'estableix matemàticament la transformació entre colors degut a variacions d'il·luminació. Així es proposa un model continu per la generació del senyal de color com a generalització natural d'altres propostes anteriors. D'aquesta manera es pot estudiar matemàticament i amb generalitat les condicions per l'existència, unicitat i bon comportament de les solucions, i expressar qualsevol tipus d'aplicació entre colors, independentment del tipus de discretització. Així, queda palès la relació íntima entre el problema de la invariància de color i el de la recuperació espectral, que també es planteja a la pràctica. El model desenvolupat es contrasta numèricament amb els de regressió lineal, en termes d'errors de predicció.Un cop establert el model general, s'opta per un model lineal simplificat a l'hora de realitzar els càlculs pràctics i permet alleugerir el nombre dels mateixos. En particular, el mètode proposat es basa en trobar la transformació més probable entre dues imatges a partir del càlcul d'un conjunt de transformacions possibles i de l'estimació de la freqüència i grau d'efectivitat de cadascuna d'elles. Posteriorment, es selecciona el millor candidat d'acord amb la seva versemblança. L'aplicació resultant serveix per transformar els colors de la imatge tal i com es veuria sota les condicions d'il·luminació canòniques.Una vegada el color de les imatges d'una mateixa escena es manté constant, cal procedir a la seva segmentació per extreure'n la informació corresponent a les regions amb color homogeni. En aquesta Tesi es suggereix un algorisme basat en la partició de l'arbre d'expansió mínima d'una imatge mitjançant una mesura local de la probabilitat de les unions entre components. La idea és arribar a una segmentació coherent amb les regions reals, compromís entre particions amb moltes components (sobresegmentades) i amb molt poques (subsegmentades). Un altre objectiu és que l'algorisme sigui prou ràpid com per ser útil en aplicacions de robòtica mòbil. Aquesta característica s'assoleix amb un plantejament local del creixement de regions, tot i que el resultat presenti caràcters globals (color). La possible sobresegmentació es suavitza gràcies al factor probabilístic introduït.L'algorisme de segmentació també hauria de generar segmentacions estables en el temps. Així, l'algorisme referit s'ha ampliat incloent-hi un pas intermedi entre segmentacions que permet de relacionar regions semblants en imatges diferents i propagar cap endavant els reagrupaments de regions fets en anteriors imatges, així si en una imatge unes regions s'agrupen formant-ne una de sola, les regions corresponents en la imatge següent també s'han d'agrupar juntes. D'aquesta manera, dues segmentacions correlatives s'assemblen i es pot mantenir estable la segmentació d'una seqüència.Finalment, es planteja el problema de comparar imatges a partir del seu contingut. Aquesta Tesi es concentra només en la informació de color i, a més de investigar la millor distància entre segmentacions, es busca també mostrar com la invariància de color afecta les segmentacions.Els resultats obtinguts per cada objectiu proposat en aquesta Tesi avalen els punts de vista defensats, i mostren la utilitat dels algorismes, així com el model de color tant per la recuperació espectral com pel càlcul explícit de les transformacions entre colors. / This Thesis endeavors providing a set of techniques for facing the problem of color variation in images taken from a mobile platform and caused by the change in the conditions of lighting among several views of a certain scene taken at different instants and positions. It also treats the problem of segmenting color images in order to use them in tasks associated with the capacities of a mobile robot, such as object identification or image retrieval from a large database.In order to carry out these goals, first transformation among colors due to light variations is mathematically established. Thus, a continuous model for the generation of color is proposed as a natural generalization of other former models. In this way, conditions for the existence, uniqueness, and good behavior of the solutions can be mathematically studied with a great generality, and any type of applications among colors can be expressed independently of the discretization scheme applied. Thus, the intimate relation among the problem of color invariance and that of spectral recovery is made evident and studied in practice too. The developed model is numerically contrasted with those of a least squares linear regression in terms of prediction errors.Once the general model is established, a simplified linear version is chosen instead for carrying out the practical calculations while lightening the number of them. In particular, the proposed method is based on finding the likeliest transformation between two images from the calculation of a set of feasible transformations and the estimation of the frequency and the effectiveness degree of each of them. Later, the best candidate is selected in accordance with its likelihood. The resulting application is then able to transform the image colors as they would be seen under the canonical light.After keeping the image colors from a scene constant, it is necessary to proceed to their segmentation to extract information corresponding to regions with homogeneous colors. In this Thesis, an algorithm based on the partition of the minimum spanning tree of an image through a local measure of the likelihood of the unions among components is suggested. The idea is to arrive at a segmentation coherent with the real regions, a trade-off between partitions with many component (oversegmented) and those with fewer components (subsegmented).Another goal is that of obtaining an algorithm fast enough to be useful in applications of mobile robotics. This characteristic is attained by a local approach to region growing, even though the result still shows global feature (color). The possible oversegmentation is softened thanks to a probabilistic factor.The segmentation algorithm should also generate stable segmentations through time. Thus, the aforementioned algorithm has been widened by including an intermediate step that allows to relate similar regions in different images and to propagate forwards the regrouping of regions made in previous images. This way, if in some image some regions are grouped forming only one bigger region, the corresponding regions in the following image will also be grouped together. In this way, two correlatives segmentations resemble each other, keeping the whole segmented sequence stabler.Finally, the problem of comparing images via their content is also studied in this Thesis, focusing on the color information and, besides investigating which is for our aims the best distance between segmentation, also showing how color constancy affects segmentations. The results obtained in each of the goals proposed in this Thesis guarantee the exposed points of view, and show the utility of the algorithms suggested, as well as the color model for the spectral recovery and the explicit calculation of the transformations among colors.

Aquesta tesi versa sobre l'estimació del moviment d'un robot mòbil a partir dels canvis en les imatges captades per una càmera muntada sobre el robot. El moviment es dedueix amb un algorisme prèviament proposat en el marc de la navegació qualitativa. Per tal d'emprar aquest algorisme en casos reals s'ha fet un estudi de la seva precisió. Per augmentar-ne l'aplicabilitat, s'ha adaptat l'algorisme al cas d'una càmera amb moviments d'orientació i de zoom.Quan els efectes perspectius no són importants, dues vistes d'una escena captades pel robot es poden relacionar amb una transformació afí (o afinitat), que normalment es calcula a partir de correspondències de punts. En aquesta tesi es vol seguir un enfoc alternatiu, i alhora complementari, fent servir la silueta d'un objecte modelada mitjançant un contorn actiu. El marc es el següent: a mesura que el robot es va movent, la projecció de l'objecte a la imatge va canviant i el contorn actiu es deforma convenientment per adaptar-s'hi; de les deformacions d'aquest contorn, expressades en espai de forma, se'n pot extreure el moviment del robot fins a un factor d'escala. Els contorns actius es caracteritzen per la rapidesa en la seva extracció i la seva robustesa a oclusions parcials. A més, un contorn és fàcil de trobar fins i tot en escenes poc texturades, on sovint és difícil trobar punts característics i la seva correspondència.La primera part d'aquest treball té l'objectiu de caracteritzar la precisió i la incertesa en l'estimació del moviment. Per avaluar la precisió, primer es duen a terme un parell d'experiències pràctiques, que mostren la potencialitat de l'algorisme en entorns reals i amb diferents robots. Estudiant la geometria epipolar que relaciona dues vistes d'un objecte planar es demostra que la direcció epipolar afí es pot recuperar en el cas que el moviment de la càmera estigui lliure de ciclorotació. Amb una bateria d'experiments, tant en simulació com reals, es fa servir la direcció epipolar per caracteritzar la precisió global de l'afinitat en diferents situacions, com ara, davant de diferents formes dels contorns, condicions de visualització extremes i soroll al sistema.Pel que fa a la incertesa, gràcies a que la implementació es basa en el filtre de Kalman, per a cada estimació del moviment també es té una estimació de la incertesa associada, però expressada en espai de forma. Per tal propagar la incertesa de l'espai de forma a l'espai de moviment 3D s'han seguit dos camins diferents: un analític i l'altre estadístic. Aquest estudi ha permès determinar quins graus de llibertat es recuperen amb més precisió, i quines correlacions existeixen entre les diferents components. Finalment, s'ha desenvolupat un algorisme que permet propagar la incertesa del moviment en temps de vídeo. Una de les limitacions més importants d'aquesta metodologia és que cal que la projecció de l'objecte estigui dins de la imatge i en condicions de visualització de perspectiva dèbil durant tota la seqüència. En la segona part d'aquest treball, s'estudia el seguiment de contorns actius en el marc de la visió activa per tal de superar aquesta limitació. És una relació natural, atès que el seguiment de contorns actius es pot veure com una tècnica per fixar el focus d'atenció. En primer lloc, s'han estudiat les propietats de les càmeres amb zoom i s'ha proposat un nou algorisme per determinar la profunditat de la càmera respecte a un objecte qualsevol. L'algorisme inclou un senzill calibratge geomètric que no implica cap coneixement sobre els paràmetres interns de la càmera. Finalment, per tal d'orientar la càmera adequadament, compensant en la mesura del possible els moviments del robot, s'ha desenvolupat un algorisme per al control dels mecanismes de zoom, capcineig i guinyada, i s'ha adaptat l'algorisme d'estimació del moviment incorporant-hi els girs coneguts del capcineig i la guinyada. / This thesis deals with the motion estimation of a mobile robot from changes in the images acquired by a camera mounted on the robot itself. The motion is deduced with an algorithm previously proposed in the framework of qualitative navigation. In order to employ this algorithm in real situations, a study of its accuracy has been performed. Moreover, relationships with the active vision paradigm have been analyzed, leading to an increase in its applicability.When perspective effects are not significant, two views of a scene are related by an affine transformation (or affinity), that it is usually computed from point correspondences. In this thesis we explore an alternative and at the same time complementary approach, using the contour of an object modeled by means of an active contour. The framework is the following: when the robot moves, the projection of the object in the image changes and the active contour adapts conveniently to it; from the deformation of this contour, expressed in shape space, the robot egomotion can be extracted up to a scale factor. Active contours are characterized by the speed of their extraction and their robustness to partial occlusions. Moreover, a contour is easy to find even in poorly textured scenes, where often it is difficult to find point features and their correspondences.The goal of the first part of this work is to characterize the accuracy and the uncertainty in the motion estimation. Some practical experiences are carried out to evaluate the accuracy, showing the potentiality of the algorithm in real environments and with different robots. We have studied also the epipolar geometry relating two views of a planar object. We prove that the affine epipolar direction between two images can be recovered from a shape vector when the camera motion is free of cyclorotation. With a battery of simulated as well as real experiments, the epipolar direction allows us to analyze the global accuracy of the affinity in a variety of situations: different contour shapes, extreme visualization conditions and presence of noise.Regarding uncertainty, since the implementation is based on a Kalman filter, for each motion estimate we have also its covariance matrix expressed in shape space. In order to propagate the uncertainty from shape space to 3D motion space, two different approaches have been followed: an analytical and a statistical one. This study has allowed us to determine which degrees of freedom are recovered with more accuracy, and what correlations exist between the different motion components. Finally, an algorithm to propagate the motion uncertainty at video rate has been proposed.One of the most important limitations of this methodology is that the object must project onto the image under weak-perspective visualization conditions all along the sequence. In the second part of this work, active contour tracking is studied within the framework of active vision to overcome this limitation. Both relate naturally, as active contour tracking can be seen as a focus-of-attention strategy.First, the properties of zooming cameras are studied and a new algorithm is proposed to estimate the depth of the camera with respect to an object. The algorithm includes a simple geometric calibration that does not require any knowledge about the camera internal parameters.Finally, in order to orientate the camera so as to suitably compensate for robot motion when possible, a new algorithm has been proposed for the control of zoom, pan and tilt mechanisms, and the motion estimation algorithm has been updated conveniently to incorporate the active camera state information.

El título de la Tesis responde a lo que es el objetivo general de ésta:conocer y analizar la relación existente entre las prácticas empresariales enrelación a sus empleados y la Dirección Estratégica, con la cultura corporativa,empresarial u organizacional concretadas en las declaraciones de Misión, Visión y Valores, con especial atención a aquellas prácticas y objetivos que serefieran o relacionen con la Gestión de Recursos Humanos

La percepció per visió es millorada quan es pot gaudir d'un camp de visió ampli. Aquesta tesi es concentra en la percepció visual de la profunditat amb l'ajuda de càmeres omnidireccionals. La percepció 3D s'obté generalment en la visió per computadora utilitzant configuracions estèreo amb el desavantatge del cost computacional elevat a l'hora de buscar els elements visuals comuns entre les imatges. La solució que ofereix aquesta tesi és l'ús de la llum estructurada per resoldre el problema de relacionar les correspondències.S'ha realitzat un estudi sobre els sistemes de visió omnidireccional. S'han avaluat vàries configuracions estèreo i s'ha escollit la millor. Els paràmetres del model són difícils de mesurar directament i, en conseqüència, s'ha desenvolupat una sèrie de mètodes de calibració.Els resultats obtinguts són prometedors i demostren que el sensor pot ésser utilitzat en aplicacions per a la percepció de la profunditat com serien el modelatge de l'escena, la inspecció de canonades, navegació de robots, etc. / Vision perception is enhanced when a large field of view is available. This thesis is focused on the visual perception of depth by means of omnidirectional cameras. The 3D sensing is obtained in computer vision by means of stereo configurations with the drawback of feature matching between images. The solution offered in this dissertation uses structured light projection for solving the matching problem. First, a survey on omnidirectional vision systems was realized. Then, the sensor design was addressed and the particular stereo configuration of the proposed sensor was decided. An accurate model is obtained by a careful study of both components of the sensor. The model parameters are measured by a set of calibration methods.The results obtained are encouraging and prove that the sensor can be used in depth perception applications such as scene modeling, pipe inspections, robot navigation, etc.

S'estudien diferents aspectes relacionats amb les característiques anatòmiques, histològiques, ultraestructurals i morfomètriques de les estructures que formen l'òrgan de la visió de sis espècies d'insectívors (Sorex minutus, S. araneus, S. coronatus, Neomys fodiens, Crocidura russula i Talpa europaea) i de deu espècies de rosegadors (Clethrionomys glareolus, Arvicola terrestris, Chionomys nivalis, Microtus gerbei, M. duodecimcostatus, M. arvalis, Apodemus sylvaticus, Mus domesticus, M. Spretus i Eliomys quercinus) capturats en els seus hàbitats naturals. Els objectius concrets de la memòria consisteixen en relacionar les diferències i similituds interespecífiques de l'òrgan de la visió amb els hàbitats i els patrons d'activitat temporal de cada espècie, tant des del punt de vista funcional com filogenètic. En definitiva, es realitza un estudi sobre l'ecologia de la visió de les espècies considerades.Excepte a T. Europaea, a on apareixen estructures oculars en estat regressiu com a resposta a la seva activitat hipogea, els ulls de les espècies d'insectívors analitzades, estan ben desenvolupats, tot i les seves reduïdes dimensions. La còrnia està coberta per una capa multilaminar formada per cèl·lules mortes que podria augmentar l'índex de refracció de la còrnia i, per tant, el poder diòptric de l'ull. A més, presenten característiques que afavoreixen la visió diürna, com una distància nodal posterior del globus ocular proporcionalment gran, un cristal·lí voluminós però amb la cara posterior més aplanada que l'anterior, i un percentatge de cons que, en general, supera el 5% del total de cèl·lules fotoreceptores, particularment en els representants del gènere Sorex. En les espècies d'aquest mateix gènere s'ha detectat la presència de mitocondris gegants (megamitocondris) als el·lipsoides dels cons. En mamífers, aquests orgànuls només han estat descrits prèviament als cons de les retines del gènere Tupaia (Scandentia) i, probablement incrementen l'eficàcia òptica d'aquests fotoreceptors. L'ull de N. Fodiens mostra adaptacions oculars pròpies dels animals semiaquàtics, i li permeten veure-hi tant a dins com a fora de l'aigua. En el cas dels rosegadors, les espècies d'arvicolins estudiades mostren millors adaptacions a una visió crepuscular o diürna que els ulls dels murins considerats, particularment M. Arvalis. Així, la densitat de bastonets és inferior a la dels murins pel que la seva sensibilitat a la llum serà també inferior. Per contra, la proporció més elevada de cons els dotarà d'una major agudesa visual. A més, els ulls són proporcionalment més petits degut a la seva activitat cavadora. Els globus oculars d'A. Terrestris conserven característiques oculars, tant anatòmiques com morfomètriques que indicarien un primer origen semiaquàtic i diürn, seguides per una readaptació a les condicions de baixa il·luminació de l'interior de les galeries. En canvi, els murins mostren característiques oculars eminentment nocturnes, no només per la seva mida, els ulls d'A. Sylvaticus són tan grans que li sobresurten del cap, sinó també per la forma dels seus dioptris i l'estructura histològica de totes les túniques oculars, especialment de la retina.Els resultats obtinguts corroboren la relació entre la morfologia i la biometria de les estructures oculars amb els hàbits i els hàbitats de les espècies considerades. S'estableix que malgrat les reduïdes dimensions oculars, les modificacions en la mida i forma de l'ull i dels seus dioptris (còrnia i cristal·lí) permeten aconseguir una visió adequada per tal que les espècies estudiades puguin adaptar-se a diferents condicions de llum ambiental. També es constata que les espècies filogenèticament emparentades comparteixen un mateix model d'ull i que és aquest model el que ha anat variant, tant des del punt de vista biològic com òptic, per permetre una millor adaptació de les espècies a nous hàbitats.

El mètode de detecció de simetria local de reflexió que es presenta, pretén ser una aportació més a la recerca en visió per computador i la robòtica. Com és sabut haches camps d'aplicació impliquen considerar el temps de processament com un paràmetre bàsic. Així doncs, en aquesta tesi no ens conformem en obtenir un algorisme eficient de detecció de simetria si no que es planteja millorar el temps de processame nt a partir de l'obtenció de metodologies i algorismes que tinguin la qualitat de permetre una fácil implantació del processament en paral· lel així com de la implementació de processadors específics.El mètode de detecció de simetria es basa en les contribucions a la simetria de les parelles de segments rectilinis de la imatge. Aquesta aproximació permet una reducció considerable de la complexitat, de la mateixa manera que altres autors utilitzen reduccions basades en diferents agrupacions de punts de contorn, com ara segments d'arcs, b-splines etc. El mètode, així concebut, serà aplicable en imatges on les línies rectes siguin predominats com és el cas de construccions artificials i entorns estructurats.Tot i que l'anterior restricció és important, és adequada per al tipus d'aplicacions que hem exposat anteriorment i ens permet obtenir un mètode de detecció contributiu, a partir de l'acumulació de contribucions locals a la simetria de les parelles de segments rectilinis de la imatge. Es tracta doncs d'un mètode basat en un anàlisi local que mostra els avantatges d'aquesta aproximació mentre que pel fet de tractar-se d'un mètode contributiu millora els dos principals inconvenients de l'aproximació local, és a dir, la sensibilitat al soroll i la inestabilitat, la qual cosa representa una aportació a la superació del dilema "anàlisi local versus anàlisi global".El mètode es composa de quatre etapes:- Obtenció de la llista de segments rectilinis de la imatge- Obtenció dels segments de contribució a la simetria- Càlcul del mapa d'acumulació dels segments de contribució- Extracció d'eixos locals de simetriaUna característica que distingeix el mètode és que proporciona l'abast de la simetria, és a dir, la llargada dels eixos de simetria, precisant-ne els punts inicial i final. Per altra banda la característica contributiva del mètode proposat, ha permès detectar els eixos de simetria local amb una ponderació associada segons la seva importància. D'aquesta forma s'evita el processat d'alt nivell posterior per tal de determinar els eixos més significatius, necessari en la majoria de mètodes basat en l'aproximació local. Respecta la millora del temps de processat i donada la complexitat i extensió del problema de la detecció de simetria, s'ha fet un primer esforç en una de les etapes del mètode de més cost de computació. Concretament s'ha accelerat un procés que forma part del càlcul del mapa d'acumulació esmentat anteriorment, consistent en l'obtenció dels píxels que aproximen, en el pla discret, un segment rectilini especificat per els seus punts inicial i finals. Aquesta millora s'ha obtingut mitjançant un algorisme paral· lel que presenta com avantatges més rellevants: la simplicitat, eficiència i que permet un directa implementació d'un processador dedicat. Per l'altra banda, amb el mateix objectiu de millorar el temps de processament i en base a l'algorisme anterior, s'ha dissenyat un processador paral· lel dedicat que té la capacitat d'obtenir i emmagatzemar simultàniament, en una matriu de registres, el conjunt de píxels que aproximen, en el pla discret, un segment rectilini caracteritzat per els seus punts inicial i final. Una característica molt remarcable del processador és que obté i registra els píxels anteriors en un únic període de rellotge.Finalment per tal de conèixer el paràmetres referents a la seva viabilitat i prestacions, s'ha obtingut, mitjançant la simulació, una versió reduïda amb tecnologia d'alta escala d'integració VLSI en un únic circuit. El disseny obtingut ha mostrat la capacitat de processar17,2 Mega Segments/seg, en el pitjor del casos, mentre que en les condicions més favorables es capaç de processar 57,3 Mega segments/segon. / The method of reflection local symmetry detection presented aims to be a new approach to the research in vision computer and robotics. As we know them, these fields of application imply to consider the processing time as a basic parameter. In this way, in this thesis we shall obtain an efficient algorithm for symmetry detection and, moreover, we will try to improve the processing time with methodologies and algorithms that will be able to embed easily in parallel architectures and the implementation of specific processors.The symmetry detection method is based in symmetry contributions from the straight segments in the image. This approximation permits a considerable reduction in the complexity in the same way that other authors use reductions based in different grouping of contour points, such as arcs, b-splines, etc. The method conceived like this will be applicable in images where straight lines are predominant like in the case of artificial buildings and structured environments.Although the above restriction is important, it is suitable for all kinds of applications that we have exposed previously and it allows us to obtain a contributive detection method from the accumulation of local contribution of symmetry in pairs of straight segments in the image. Thus, it is a method based in the local analysis that shows the advantages of this approach while it improves the two main disadvantages of local approximation because it is a contributive method. These drawbacks are the sensibility to noise and instability which represent a novel approach to the overcoming of the "local analysis versus global analysis" dilemma.Four steps compose the method: - To obtain the straight segments list in the image- To obtain the symmetry contribution segments- To calculate an accumulation map of contribution segments- To extract the local symmetry axes.A distinctive feature is that the method yields the symmetry range, that is, the length of symmetry axes, with precise position of initial and final points.On the other hand, the contributive feature of the proposed method has allowed us to detect the local symmetry axes with an associated weight to their importance. That avoids the posterior high level processing in order to determine the more significative axes needed in most of the approaches based in local approximation. With respect to the improvement of processing time, and given the complexity and extension of the symmetry detection problem, an initial effort has been made in one of the stages of higher computational cost in the method. Specifically, a process in the calculation of the accumulation map has been accelerated, consistently in the achieving of pixels that form, in the discrete plane, a straight segment specified for its initial and final points. This improvement has been obtained with a parallel algorithm that presents more relevant advantages: simplicity, efficiency and it allows a direct implementation with a dedicated processor.Furthermore, with the same objective of processing time improvement and in basis to the above algorithm, a dedicated parallel processor has been designed with the capability to obtain and store simultaneously, in an array of registers, the set of pixels that approximate, in the discrete plane, a straight segment characterised by its initial and final points. A very remarkable feature of the processor is to obtain and store those pixels in a unique clock period.Finally, in order to know the parameters concerning its viability and performance, a simulated reduced version with VLSI (very large scale integration) technology in a unique circuit has been achieved. The obtained design has shown the capability of processing 17.2 million segments per second in the worst case, while in the most favourable conditions it is able to process up to 57.3 million segments per second.

L'anàlisi de moviment i seguiment d'objectes ha estat un dels pricipals focus d'atenció en la comunitat de visió per computador durant les dues darreres dècades. L'interès per aquesta àrea de recerca resideix en el seu ample ventall d'aplicabilitat, que s'extén des de tasques de navegació de vehicles autònoms i robots, fins a aplications en la indústria de l'entreteniment i realitat virtual.Tot i que s'han aconseguit resultats espectaculars en problemes específics, el seguiment d'objectes continua essent un problema obert, ja que els mètodes disponibles són propensos a ser sensibles a diversos factors i condicions no estacionàries de l'entorn, com ara moviments impredictibles de l'objecte a seguir, canvis suaus o abruptes de la il·luminació, proximitat d'objectes similars o fons confusos. Enfront aquests factors de confusió la integració de múltiples característiques ha demostrat que permet millorar la robustesa dels algoritmes de seguiment. En els darrers anys, degut a la creixent capacitat de càlcul dels ordinadors, hi ha hagut un significatiu increment en el disseny de complexes sistemes de seguiment que consideren simultàniament múltiples característiques de l'objecte. No obstant, la majoria d'aquests algoritmes estan basats enheurístiques i regles ad-hoc formulades per aplications específiques, fent-ne impossible l'extrapolació a noves condicions de l'entorn.En aquesta tesi proposem un marc probabilístic general per integrar el nombre de característiques de l'objecte que siguin necessàries, permetent que interactuin mútuament per tal d'estimar-ne el seu estat amb precisió, i per tant, estimar amb precisió la posició de l'objecte que s'està seguint. Aquest marc, s'utilitza posteriorment per dissenyar un algoritme de seguiment, que es valida en diverses seqüències de vídeo que contenen canvis abruptes de posició i il·luminació, camuflament de l'objecte i deformacions no rígides. Entre les característiques que s'han utilitzat per representar l'objecte, cal destacar la paramatrització robusta del color en un espai de color dependent de l'objecte, que permet distingir-lo del fons més clarament que altres espais de color típicament ulitzats al llarg de la literatura.En la darrera part de la tesi dissenyem una tècnica per re-il·luminar tant escenes estàtiques com en moviment, de les que s'en desconeix la geometria. La re-il·luminació es realitza amb un mètode 'basat en imatges', on la generació de les images de l'escena sota noves condicions d'il·luminació s'aconsegueix a partir de combinacions lineals d'un conjunt d'imatges de referència pre-capturades, i que han estat generades il·luminant l'escena amb patrons de llum coneguts. Com que la posició i intensitat de les fonts d'il.luminació que formen aquests patrons de llum es pot controlar, és natural preguntar-nos: quina és la manera més òptima d'il·luminar una escena per tal de reduir el nombre d'imatges de referència? Demostrem que la millor manera d'il·luminar l'escena (és a dir, la que minimitza el nombre d'imatges de referència) no és utilitzant una seqüència de fonts d'il·luminació puntuals, com es fa generalment, sinó a través d'una seqüència de patrons de llum d'una base d'il·luminació depenent de l'objecte. És important destacar que quan es re-il·luminen seqüències de vídeo, les imatges successives s'han d'alinear respecte a un sistema de coordenades comú. Com que cada imatge ha estat generada per un patró de llum diferent il·uminant l'escena, es produiran canvis d'il·luminació bruscos entre imatges de referència consecutives. Sota aquestes circumstàncies, el mètode de seguiment proposat en aquesta tesi juga un paper fonamental. Finalment, presentem diversos resultats on re-il·luminem seqüències de vídeo reals d'objectes i cares d'actors en moviment. En cada cas, tot i que s'adquireix un únic vídeo, som capaços de re-il·luminar una i altra vegada, controlant la direcció de la llum, la seva intensitat, i el color. / Motion analysis and object tracking has been one of the principal focus of attention over the past two decades within the computer vision community. The interest of this research area lies in its wide range of applicability, extending from autonomous vehicle and robot navigation tasks, to entertainment and virtual reality applications.Even though impressive results have been obtained in specific problems, object tracking is still an open problem, since available methods are prone to be sensitive to several artifacts and non-stationary environment conditions, such as unpredictable target movements, gradual or abrupt changes of illumination, proximity of similar objects or cluttered backgrounds. Multiple cue integration has been proved to enhance the robustness of the tracking algorithms in front of such disturbances. In recent years, due to the increasing power of the computers, there has been a significant interest in building complex tracking systems which simultaneously consider multiple cues. However, most of these algorithms are based on heuristics and ad-hoc rules formulated for specific applications, making impossible to extrapolate them to new environment conditions.In this dissertation we propose a general probabilistic framework to integrate as many object features as necessary, permitting them to mutually interact in order to obtain a precise estimation of its state, and thus, a precise estimate of the target position. This framework is utilized to design a tracking algorithm, which is validated on several video sequences involving abrupt position and illumination changes, target camouflaging and non-rigid deformations. Among the utilized features to represent the target, it is important to point out the use of a robust parameterization of the target color in an object dependent colorspace which allows to distinguish the object from the background more clearly than other colorspaces commonly used in the literature.In the last part of the dissertation, we design an approach for relighting static and moving scenes with unknown geometry. The relighting is performed through an -image-based' methodology, where the rendering under new lighting conditions is achieved by linear combinations of a set of pre-acquired reference images of the scene illuminated by known light patterns. Since the placement and brightness of the light sources composing such light patterns can be controlled, it is natural to ask: what is the optimal way to illuminate the scene to reduce the number of reference images that are needed? We show that the best way to light the scene (i.e., the way that minimizes the number of reference images) is not using a sequence of single, compact light sources as is most commonly done, but rather to use a sequence of lighting patterns as given by an object-dependent lighting basis. It is important to note that when relighting video sequences, consecutive images need to be aligned with respect to a common coordinate frame. However, since each frame is generated by a different light pattern illuminating the scene, abrupt illumination changes between consecutive reference images are produced. Under these circumstances, the tracking framework designed in this dissertation plays a central role. Finally, we present several relighting results on real video sequences of moving objects, moving faces, and scenes containing both. In each case, although a single video clip was captured, we are able to relight again and again, controlling the lighting direction, extent, and color.

This thesis investigates the problem of developing new computer vision techniques for early detection of skin cancer. The first part of this work presents a novel methodology to correct color reproduction in dermatological images when different cameras and/or dermoscopes are used. Next, the problem of automatic full body mapping is addressed by proposing a mosaicing method based on an on-the-shelf digital compact camera and a set of markers. This method increases the possibilities of total body photography by taking the low-resolution images of a whole body exploration and automatically combining them into a high-resolution photomosaic. The third contribution of this work consists of the development of a full body scanner for acquiring cutaneous images. On one hand, the scanner reduces the long time-consuming examinations done in dermoscopy explorations, and on the other hand, it increases the resolution of total body photography systems. / En aquesta tesi s'investiga el desenvolupament de noves tècniques de visió per computador per a la detecció del càncer de pell. La primera part del treball presenta una nova metodologia per a la correcció del color en imatges dermatològiques quan s'utilitzen diferents càmeres i/o els dermatoscops. A continuació és proposa una solució al problema del registre automàtic d'imatges de cos complert amb la proposta d’un mètode de mosaicing basat en l'ús de càmeres compactes i un conjunt de markers. Incrementant les possibilitats de la fotografia de cos complert mitjançant la combinació automàtica d’imatges de baixa resuloció per a l'obtenció d'un fotomosaic d’alta resolució. La tercera contribució d'aquest treball consisteix en el desenvolupament d'un escàner de cos complert per a l'adquisició d'imatges cutànies. D'una banda l'escàner redueix el llarg temps necessari per a les exploracions dermatoscòpiques, i de l'altre, incrementa la resolució de la fotografia de cos complet.