Design of a shape representation based on skeletonization for the purpose of object recognition.

En vision por computador el problema de interpretar y representar la forma de un objeto es fundamental para la comunidad cientifica. El proceso de hacer comprender a un computador la forma de uno o varios objetos es, en general, complejo y ha captado la atencion de una gran cantidad de investigadores desde hace ya, bastante tiempo. La dificultad radica entre muchas otras variables, en la cantidad de elementos a los que nuestro sistema de percepcion visual puede enfrentarse y que una maquina no. Elementos como oclusiones, rotaciones, movimiento, traslaciones, etc; hacen particularmente complicado crear modelos que pueden imitar la forma en que un humano percibe e interpreta diferentes formas en el mundo real. Por otro lado, el sistema de percepcion visual huma la capacidad de entender las formas como mas que la suma de todas las partes que la componen; situacion que es a veces ignorada por los diversos modelos computaciones existentes disenados para la representacion de formas. Muchos enfoques de analisis de formas han sido propuestos en la literatura, cada uno de ellos explota fundamentos teoricos diferentes con el proposito de proponer descriptores que sean capaces de discriminar completamente diferentes tipos de objetos; incluso cuando las diferentes instanciasde un mismo objeto se ven afectadas por artefactos como cambios de iluminacion, transformaciones, oclusiones, ruido, etc. En este documento se presentan los fundamentos teoricos necesarios para definir un nuevo descriptor de forma, enfocado en un conjunto particular de invarianzas: transformaciones no rigidas como articulaciones y oclusiones parciales. Este tipo de transformaciones son de interes investigativo puesto que todavia representan un reto para los descriptores actuales, ademas, una efectiva discriminacion de un mismo objeto frente a este tipo de transformaciones tiene aplicaciones directas en areas como el reconocimiento de acciones, seguimiento de objetos, seguridad, etc. El nuevo descriptor se construira a partir de una representacion inicial del objeto como un esqueleto topologico, elegido como insumo principal puesto que es facil comprobar que ante transformaciones no rigidas, especialmente articulaciones, la estructura del mismo no cambia considerablemente. Sin embargo, solo el esqueleto no es suficientemente discriminante y por tanto, queda abierta la posibilidad de extraer un conjunto de caracteristicas adicionales a partir del esqueleto que conserven su grado de invarianza y al mismo tiempo, aumenten su capacidad discriminante. El trabajo se desarrollara en varias etapas, en las que la revision constante de la literatura sera un comun denominador. A partir de esta revision se espera tener una vision a fondo de los diferentes metodos de descripcion de forma, sus ventajas y limitaciones. Se estudiara en particular y con un grado mayor profundidad, los descriptores basados en esqueletos topologicos; particularmente se hara enfasis en la representacion de los mismos a traves de manifolds, haciendo uso de herramientas de geometria diferencial, lo anterior debido a que metodos mas formales de representacion deforma han probado ser utiles y mas precisos que otros enfoques, aunque presentan una mayor complejidad. La evaluacion se realizara utilizando un conjunto de bases de datos bien establecidas en la comunidad cientifica, donde para cada una de ellas se puede establecer un Benchmark que ayudara a comparar los resultados obtenidos con otros estudios. La metodologia de evaluacion se realizara por medio de shape matching buscando el mayor desempeno posible al comparar una forma (objeto) dentro de una base de datos, con el resto de elementos y analizando con cuales de ellos presenta mayor similitud.