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:
Tracking
• Separazione del soggetto dallo sfondo in immagini
binoculari.
• Stima del flusso ottico per individuare gli spostamenti
del target.
Real
time
• Implementazione parallela degli algoritmi per distribuire
il carico computazionale.
•Utilizzo di geometrie spazio varianti: immagini acquisite a
risoluzione variabile.
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
~ ~
I  I dx

1
 , sn
C t   
2 2   I~sn2   I~dx 2
 ,
 ,
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
Rotazione
Espansione/
contrazione
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.