Stima del flusso ottico per il controllo dei movimenti oculari Fabio Berton Stima del flusso ottico per il controllo dei movimenti oculari in un sistema antropomorfo Relatore: Chiar.mo Prof. Giulio Sandini Correlatori: Ing. Giorgio Metta Ing. Francesco Panerai
Obiettivo della tesi: Realizzazione del controllo di un sistema visivo binoculare in grado di fissare ed inseguire attivamente un target ed avente le seguenti caratteristiche: Elaborazione in tempo reale. Aderenza al modello biologico.
Strategie utilizzate: Separazione del soggetto dallo sfondo in immagini binoculari. Stima del flusso ottico per individuare gli spostamenti del target. Implementazione parallela degli algoritmi per distribuire il carico computazionale. Utilizzo di geometrie spazio varianti: immagini acquisite a risoluzione variabile. Tracking Real time
La Geometria Log - polare Piano retinico Piano corticale Mappaggio Log - polare
Segmentazione dell’oggetto dallo sfondo La mappa di fusione binoculare L R
Immagine ciclopica
Il controllo della vergenza: Fissazione del target tramite l’ indice di fusione binoculare Vantaggi dei campionamenti spazio varianti nel calcolo dell’area fusa
Stima del Flusso ottico Approssimazione dell’ambiente con un modello planare. Analisi del movimento solo sull’immagine fusa. Sfruttamento delle caratteristiche del campionamento Log - polare (alta precisione in fovea e ampiezza del campo visivo per determinare grandi spostamenti).
Componenti del flusso ottico Traslazione orizzontale Traslazione verticale Espansione/ contrazione Rotazione Shear
Parallelizzazione degli algoritmi I vantaggi dell’implementazione su DSP SHARC si possono riassumere come segue: Ottimizzazione dei calcoli floating-point. Facilità di programmazione. Possibilità di acquisizione diretta delle immagini. Alta modularizzabilità degli algoritmi utilizzati.
Conclusioni e sviluppi futuri: Con l’implementazione su DSP è stata raggiunta, nel caso di immagini 64x32, una velocità di elaborazione di circa 20Hz, contro i circa 16Hz di un Pentium 200. Ottimizzando il codice ed i trasferimenti Host DSP si potranno ottenere prestazioni più elevate.