by jro
6m715u
Volume 11 number 2
Pages: 187-204
Attentional Management for Multiple Target Tracking by a Binocular Vision Head
Fbio de Freitas Caetano, Jacques Waldmann
| Resumo: | Gerenciamento da Ateno para Rastreamento de Multiplos Alvos por Cabea de Viso Binocular. apresentado o desenvolvimento de uma estratgia de ateno para rastreamento de mltiplos alvos e sua integrao a uma cabea de viso binocular. O emprego de segmentao monocular baseada em movimento produz regies da imagem que so agrupadas em alvos. A emulao de uma fvea reduz significativamente a carga computacional da segmentao dos alvos. O gerenciamento da ateno baseia-se na atribuio de um valor de interesse para cada alvo. A valorao deste atributo considera a disparidade binocular, a quantidade de pixels detectados em um alvo a movimentar-se, sua densidade de pixels, sua movimentao e a durao de sua presena em uma seqncia de imagens. A cabea de viso realiza movimentos sacdicos, balsticos e de perseguio suave em torno dos eixos de arfagem (deslocamentos angulares em plano vertical) e de vergncia com caractersticas similares quelas do dispositivo visual antropomrfico. O desempenho do sistema avaliado em um computador PC-compatvel com freqncia de clock de 166MHz equipado com placas de aquisio de imagens de baixo custo. Duas situaes so investigadas. No primeiro caso, pequenos alvos transladam independentemente sobre um fundo com textura. No segundo, um sujeito a mover-se produz mltiplos alvos sujeitos a rotao, a movimentos no-rgidos e a mudanas de escala. Uma taxa de processamento ao redor de 0,8 par de imagens estereoscpicas alcanada. O primeiro caso demonstra as capacidades de rastreamento e estabilizao da imagem para alvos pequenos sujeitos a translao apenas. O segundo revela o impacto das limitaes do hardware sobre a sensibilidade do sistema a distores nos padres de nvel de cinza. Estas se devem a rotaes ocorridas entre as imagens e a mudanas na iluminao e na escala medida que o sujeito sendo rastreado move-se pela cena. Conseqentemente, reorientaes indesejadas do foco de ateno ocorrem. Contudo, o sistema bem-sucedido na manuteno do sujeito dentro o campo de viso, ainda que nem sempre estabilizado sobre a regio definida como a de fixao no plano da imagem. |
| Palavras Chave: | Viso ativa, ateno visual, rastreamento binocular, segmentao de mltiplos alvos auxiliada por fvea, cabea de viso robtica, controle em tempo real, sistemas robticos autnomos. |
| Abstract: | The development of an attention strategy for multiple target tracking and its integration with a binocular vision head is presented. Monocular motion-based segmentation yields image regions that are further clustered into targets. The emulation of a fovea significantly reduces the computational workload of target segmentation. Attentional management is based on asg an interest value to each target. Its evaluation weighs binocular disparity, the number of detected moving pixels in a target, its pixel density, velocity and duration along the image sequence. The vision head performs saccades, ballistic motions and smooth pursuit around its tilt and vergence axes with characteristics similar to those of the anthropomorphic visual apparatus. System performance is evaluated on a 166 Mhz PC host with unexpensive off-the-shelf hardware in two situations. In the first case, small targets translate independently over a textured background. In the second, a moving human subject yields multiple targets undergoing rotation, non-rigid motion and scale changes. A processing rate about 0.8 stereo pair per second is attained. The first case shows the tracking and image stabilization capabilities for small translating targets only. The second case reveals the impact of hardware limitations on the system sensitivity to distortions in gray level patterns. It is induced by interframe rotation and changes in the illumination and scale factor as the tracked human subject moves around in the scene. As a consequence, undesired attentional reorientations occur. However, the system succeeds in keeping the subject within the field of view in such conditions though not always stabilized within the image region of fixation. |
| Keywords: | Active vision, visual attention, binocular tracking, fovea-aided multiple target segmentation, robotic vision head, real-time control, autonomous robotic systems. |
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