Atención visual basada en un espacio perceptual conjunto de color y brillo para la mejora de algoritmos de seguimiento de objetos en secuencias de vídeo

Abstract

Esta tesis doctoral realiza una revisión en profundidad de los actuales modelos de atención visual basados en enfoques biológicos, con el fin de proponer un nuevo modelo de atención visual basado en un espacio perceptual conjunto de color y brillo. Además, se demuestra que este modelo es capaz de extraer características visuales más discriminantes, especialmente cuando se trata de objetos visualmente muy similares. Ese espacio conjunto de color y brillo se basa en un modelo perceptual teórico de inspiración biológica, originalmente propuesto por Izmailov y Sokolov en el ámbito de la psicofísica. La presente tesis propone un modelo computacional que permite la aplicación del modelo teórico de Izmailov y Sokolov en imágenes digitales, ya que el modelo original sólo puede aplicarse a datos perceptuales directamente extraídos de experimentos psicofísicos. Los resultados experimentales con secuencias de vídeo reales demuestran que el modelo de atención visual propuesto produce resultados significativamente más precisos en el ámbito particular del seguimiento en secuencias de vídeo que los modelos de atención visual actuales, los cuales procesan el color y el brillo por separado. Palabras clave: Modelos de atención visual, Espacios perceptuales, Seguimiento, Color y Brillo.

This doctoral thesis performs an in-depth review of current visual attention models based on biological approaches to propose a new visual attention model based on a joint perceptual space of both colour and brightness, and shows that this model is able to extract more discriminant visual features, especially when dealing with objects that are very similar visually. That joint colour and brightness space is based on a biologically-inspired theoretical perceptual model originally proposed by Izmailov and Sokolov in the scope of psychophysics. The present thesis proposes a computational model that allows the application of Izmailov and Sokolov’s theoretical model to digital images, since the original model can only be applied to perceptual data directly drawn from psychophysical experiments. Experimental results with real video sequences show that the proposed visual attention model yields significantly more accurate results in the particular application scope of video tracking than well-known visual attention models that process colour and brightness separately. Keywords: Visual attention models, Perceptual spaces, Tracking, Colour and Brightness.