Seguridad

Algoritmos de captura óptica de movimiento por substracción de video
Una implementación en sintaxis de Processing (Java) Autor: Emiliano Causa emiliano.causa@gmail.com , www. biopus.com.ar , www.emiliano-causa.com.ar

Palabras claves
Captura óptica de movimiento, substracción de video, visión artificial

Resumen
En este trabajo se plantearán los algoritmos necesarios para realizardiferentes tipos de captura óptica de movimiento por substracción de video. Este tipo de técnicas son de dominio público y no pretendo presentarme como creador de las mismas, sin embargo el objetivo de este trabajo es mostrar los algoritmos que realicé, originalmente, y que implican una resolución propia del asunto. Los ejemplos que se muestren de dichos algoritmos fueron programados por quién escribe enel lenguaje Processing (www.processing.org).

1. Captura de óptica de movimiento por substracción de video
En el campo de la captura de movimiento (Motion Capture) las técnicas de substracción de video, son una de las más sencillas. Esta técnica consiste en tomar una imagen de la escena sin movimiento, a la que llamaremos “fondo”, y a partir de ahí, restársela a cada nueva imagen capturada enla escena. Se realiza, en el flujo de video que proviene de la cámara, una substracción entre cada fotograma y el fotograma de referencia, el fondo (figura 1). Esta resta se realiza operando píxel por píxel, de una de estas imágenes, con sus respectivos píxeles de la otra imagen. Cuando los píxeles de una y otra imagen coinciden, la substracción entre valores idénticos resulta cero, lo quetraducido a color es el negro (cero luz, o falta total de luz); y en el caso contrario aparecen otros tonos. De esta forma, es fácil descubrir los píxeles que cambiaron entre los dos fotogramas (el actual y el fondo), dado que adoptan tonos diferentes al negro y de ahí que los movimientos que se realicen frente a la cámara queden distinguidos de entre un fondo negro. Este tipo de captura es muy sencilla,dado que no requiere que el sujeto del movimiento esté intervenido de ninguna forma; es decir, por ejemplo, si se quiere capturar el movimiento de una persona, no requiere que se lo coloque nada a la persona, ni trajes especiales, ni sensores. La captura se realiza por simple comparación de imágenes. Esto, que en principio es una ventaja, tiene como desventaja el hacer a esta técnica muy sensiblea los cambios de iluminación. Dado que el criterio es considerar equivalentes el “cambio de imagen” a la “existencia de movimiento”, cualquier cambio en la imagen es automáticamente tomado por un movimiento. Las dos fuentes más comunes de errores en este tipo de captura, son los cambios de iluminación y los movimientos de cámara. Por ejemplo, si se utiliza una técnica de este tipo, en un espaciodonde ingresa luz natural, es probable que los cambios de iluminación de las diferentes horas del día generen problemas. Otro problema posible, es cuando la cámara sufre algún tipo de movimiento, por ejemplo, por un leve golpe o alguna vibración del piso. Cualquiera de estas dos cosas, podría hacer, en algunos casos, que la técnica deje de ser efectiva y capte movimiento donde no lo hay. Otro delos problemas que existen, es que este sistema requiere un buen contraste en la imagen que obtiene la cámara, dado que es necesario aplicar un filtro para distinguir entre “cambios de imagen” y “ruido de la cámara o la iluminación”. Por esto, es un sistema que requiere un buen nivel de luz para funcionar correctamente. Esto a veces complica la situación a la hora de querer trabajar con captura demovimiento en lugares donde se realizan proyecciones de video y que requieren penumbra u oscuridad. Sin embargo esto se puede solucionar con la utilización de cámaras y luces infrarrojas.

1

Figura 1: captura del movimiento mediante substracción de video. La imagen de la izquierda es el fondo, la de la derecha es un fotograma de la escena actual y debajo el resultado de la substracción....