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Visione ArtificialeVisione Artificiale(a.a. 2003/04)(a.a. 2003/04)
Prof. Marcello PelilloProf. Marcello [email protected]@dsi.unive.it
http://www.dsi.unive.it/~pelillohttp://www.dsi.unive.it/~pelillo
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Cosa significa “vedere”?Cosa significa “vedere”?
Ottenere una descrizione del mondo (3-D) da una o piu’ immagini (2-D)
Visione artificiale (o computazionale): Realizzare una macchina che “veda”Realizzare una macchina che “veda”
(o un algoritmo che consenta ad una (o un algoritmo che consenta ad una “macchina di “vedere”)“macchina di “vedere”)
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Discipline affiniDiscipline affini
Elaborazione delle immagini
Pattern recognition
Analisi delle scene
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Elaborazione delle immaginiElaborazione delle immagini
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Pattern recognitionPattern recognition
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Scene analysisScene analysis
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Teorie della visione:Teorie della visione:Cenni storiciCenni storici
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La teoria emissionistaLa teoria emissionista(visione “tattile”)(visione “tattile”)
L’occhio emette un fascio di raggi che, viaggiando nello spazio vanno a urtare gli oggetti. L’urto tra il raggio visivo e l’oggetto suscita la sensazione della visione.
Pitagora Empedocle(490–430 a. C.)
Euclide
Principali esponenti
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La teoria intromissionistaLa teoria intromissionistaGli oggetti inviano continuamente nello spazio ad essi circostante le immagini di se stessi. Queste immagini (dette eidola) entrano nell’occhio attraverso la pupilla, cosi’ rivelandosi.
Democrito(460–360 a.C.)
Epicuro
Principali esponenti
Lucrezio
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Una combinazione delle dueUna combinazione delle due
Platone (428-347 a.C.), in vari dialoghi (Timeo, Menone, Teeteto) propone una teoria altrenativa che combina le due precedenti.
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ibn alibn al--Haytham (Alhazen) Haytham (Alhazen) (965(965--1039 d.C.)1039 d.C.)
Alhazen demoli’ definitavamente la teoria emissionista:
•Persistenza delle immagini retiniche (“after-image”)
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Keplero e la teoria dell’immagine Keplero e la teoria dell’immagine retinicaretinica
Nel 1604 Keplero pose fine alla disputa sviluppando la moderna teoria delle immagini retiniche.
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Nativismo contro EmpirismoNativismo contro EmpirismoCartesioCartesio
KoffkaKoffka
KoehlerKoehler
WertheimerWertheimer
KanizsaKanizsa
KantKant BerkeleyBerkeley
HelmholtzHelmholtz GregoryGregory
HumeHume
LockeLocke
MillMill
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La percezione come La percezione come “inferenza inconscia”: Helmholtz“inferenza inconscia”: Helmholtz
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James J. Gibson (1904James J. Gibson (1904--1979)1979)e l’approccio ecologicoe l’approccio ecologico
“The belief of the empiricists that the perceived meanings
and values of things are supplied from past the
experience of the observer will not do. But even worse is the belief of nativists that
meanings and values are supplied from the past
experience of the race by innate ideas.” (Gibson, 1979)
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David Marr e l’approccio David Marr e l’approccio computazionalecomputazionale
I tre livelli di elaborazione:
- Computazionale
- Algoritmico
- Implementativo (hardware)
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Alcune applicazioni della Alcune applicazioni della visione artificialevisione artificiale
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Ricerca in database di immaginiRicerca in database di immagini
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Rilevamento di voltiRilevamento di volti(face detection)(face detection)
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Riconoscimento di voltiRiconoscimento di volti(face recognition)(face recognition)
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Acquisizione di volti (Yale)Acquisizione di volti (Yale)
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RoboticaRobotica
Il robot SONY SDR-4X II
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Sistemi di sorveglianza per Sistemi di sorveglianza per automobiliautomobili
TOSHIBA
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Veicoli autonomiVeicoli autonomi
ARGO(Universita’ di Parma)
TG1, 16 Settembre ‘99
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Rilevamenti da satelliteRilevamenti da satellite
Ricostruzione stereo della superfice di Venere da una coppia di immagini satellitari.
(Institute for Computer Graphics and Vision, Technical University of Graz, Austria)
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Fisiologia della visione Fisiologia della visione (cenni)(cenni)
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Imitare la natura?Imitare la natura?
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L’occhioL’occhio
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Visione fovealeVisione foveale
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La retinaLa retina
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Registrazioni cellulariRegistrazioni cellulari
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L’ouput della retinaL’ouput della retina
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Oltre la retinaOltre la retina
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Cellule sempliciCellule semplici
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Dalle gangliari alle sempliciDalle gangliari alle semplici
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Cellule complesseCellule complesse
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Dalle semplici alle complesseDalle semplici alle complesse
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Cellule “endCellule “end--stopped”stopped”
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Un modello per l’endUn modello per l’end--stoppingstopping
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Il movimento degli occhiIl movimento degli occhi
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Ambiguita’, inconsistenze, Ambiguita’, inconsistenze, illusioniillusioni
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La stanza di AmesLa stanza di Ames
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Il cubo di NeckerIl cubo di Necker
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Altre immagini biAltre immagini bi--stabilistabili
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Illusione di MuellerIllusione di Mueller--LyerLyer
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Illusione di PonzoIllusione di Ponzo
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La spirale di FraserLa spirale di Fraser
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La griglia di HermannLa griglia di Hermann--HeringHering
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Illusione di ZoellnerIllusione di Zoellner
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BottomBottom--up e topup e top--down down
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TopTop--down o bottomdown o bottom--up?up?
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TopTop--down o bottomdown o bottom--up?up?
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TopTop--down o bottomdown o bottom--up?up?
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La maschera di ChaplinLa maschera di Chaplin
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Contenuto del corsoContenuto del corso
• Rilevamento di feature (edge/corner detection)
• Segmentazione e raggruppamento percettivo
• Visione stereoscopica• Shape-from-shading• Riconoscimento di oggetti
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Riferimenti bibliograficiRiferimenti bibliografici
R. Jain, R. Kasturi, B. G. Schunck. Machine Vision. McGraw-Hill, 1995.
E. Trucco, A. Verri. Introductory Techniques for 3-D Computer Vision. Prentice-Hall, 1998.
D. Forsyth, J. Ponce. Computer Vision: A Modern Approach. Prentice-Hall, 2003.
Dispense e articoli vari…