Aplicação de Modelos Deformáveis para Extração de
Jogadores em Imagens Digitais de Jogos de Futebol
Algemiro Augusto
Professor: Marcelo Gattass
Fundamentos da Computação Gráfica
Objetivo
Extrair o background de uma imagem de jogo de futebol preservando
ao máximo informações sobre o contorno do jogador.
Imagem Original
Proposta
1. Definir manualmente uma regiao de interesse.
2. Segmentar baseado na diferença de cor rgb.
3. Dilatar e erodir.
4. Usar modelo de Snake ( Inicialização com o algoritmo Door-In-Door-Out )
Snakes
Métodos baseados em modelos deformáveis. Eles foram inicialmente
propostos por Kass e companheiros e desde então têm sido usados com
sucesso em tarefas de segmentação, rastreamento de objetos e análise
de imagens.
Os modelos de Snakes podem ser uma combinação de duas partes: As
forças provenientes da energia interna e as forças provenientes da
energia externa.
C : [0,1]  D  R 2 ;
C (s)  ( x(s), y(s))
Forças do Modelo de Snake
Assim, as forças FI e FE são combinadas para gerar uma
força de Snake. A FI é negativa para se contrapor a FE.
Assim, a FI é alta fora da borda e a FE é baixa, fazendo a
Snake depender mais da FE. Quando ela se aproxima da
borda, a FE cresce e tende a anular a FI, a curva de
ultrapassar a borda.
Forças do Modelo de Snake
Assim, o modelo de Snake será E = Einterna + Eexterna
Uma combinação das duas forças, cujo resultado é uma
curva mais próxima da borda.
Força Elástica
É uma força que
depende somente da
Geometria da Curva.
P2
P1
M
P3
Ponto Médio
F-elástica (FE) = Distância de P2 para o ponto médio entre P1 e P3
Matematicamente o ponto médio M = (P1 + P3)/2
Assim
FE = M – P2
Note que: quando P1 = P2 = P3, FE = 0; Quanto, mais esticado o ponto
P2, maior é a sua Energia e consequentemente sua FE
Força Elástica - Evolução
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda
se não tiver nada que a pare, uma vez
que ela depende somente da geometria
dela própria
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda
se não tiver nada que a pare, uma vez
que ela depende somente da geometria
dela própria
Força Elástica - Evolução
A força interna (FI) ultrapassa a borda
se não tiver nada que a pare, uma vez
que ela depende somente da geometria
dela própria
Força Externa
A força externa FE pode ser modelada como a Força do
gradiente da imagem. Assim, ela depende da intensidade dos
pixels. Onde há maior variação (numa borda, por exemplo),
maior é a FE.
FEx = (I(x+1,y) - I(x-1,y))/2
FEy = (I(x,y+1) - I(x,y-1))/2
FE = FEy/FEx
A FE é definida como a norma-2 do gradiente da imagem
||m||2
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
Força Externa: Evolução
A Força Externa que depende do gradiente é maior nas
bordas do objeto
Inicialização da Snake: Iteração 0
Iteração 5
Iteração 10
Iteração 20
Algoritmo Door-In-Door-Out
Início
Segmentação
Dado um pixel p(R,G,B), consideramos a seguinte regra de
pertinencia:
Se G/R > a e G/B > b o ponto p pertence ao
campo de futebol, caso contrário, pertence ao jogador.
Essa estratégia, simples, só funciona se o p estiver próximo
da região de interesse.
A vantagem é a simplicidade de implementação e
velocidade de computação
Resultados
Imagem Original
Região Segmentada
Região Marcada
Após Morfologia Matemática