Sistema de Rastreamento Visual de Objetos Baseado em Movimentos Oculares Sacádicos

Abstract

A busca visual é o mecanismo por meio do qual, a partir do conhecimento prévio da imagem de um objeto de interesse, conseguimos encontrá-lo no campo visual se o mesmo nele estiver presente. A região cerebral responsável pela realização da busca visual, realizada através dos movimentos sacádicos dos olhos, é conhecida como Superior Culliculus.

A criação de um sistema computacional de busca visual a partir de um conjunto de imagens do mundo externo que busque similaridade com o sistema biológico requer modelar o sistema biológico de movimentos sacádicos dos olhos, as transformações sofridas pelas imagens captadas pelos olhos em seu caminho para o Superior Culliculus (SC) no cérebro e a resposta dos neurônios do SC para padrões aprendidos anteriormente.

Neste trabalho apresentamos uma modelagem matemático-computacional de uma arquitetura neural que representa o Superior Culliculus. Esta arquitetura neural é baseada em Generalização Virtual de Memória de Acesso Aleatório em Redes Neurais Sem Peso (Virtual Generalizing Random Access Memory Weightless Neural Networks VGRAM WNN) e no mapeamento log-polar da retina para o Superior Culliculus. Com a nossa implementação desta arquitetura é possível, a partir de pontos de interesse em uma determinada imagem bidimensional previamente treinados, realizar a busca visual por estes pontos em imagens diferentes da treinada. O modelo de busca visual biologicamente inspirado foi incorporado em um sistema automático de rastreamento (tracking) de longo prazo de objetos de interesse em vídeo para lidar com todos os desafios apresentados que se equipara ao estado da arte.