Modelling the human perception of shape-from-shading

Shading conveys information on 3-D shape and the process of recovering this information is called shape-from-shading (SFS). This thesis divides the process of human SFS into two functional sub-units (luminance disambiguation and shape computation) and studies them individually. Based on results of a series of psychophysical experiments it is proposed that the interaction between first- and second-order channels plays an important role in disambiguating luminance. Based on this idea, two versions of a biologically plausible model are developed to explain the human performances observed here and elsewhere. An algorithm sharing the same idea is also developed as a solution to the problem of intrinsic image decomposition in the field of image processing. With regard to the shape computation unit, a link between luminance variations and estimated surface norms is identified by testing participants on simple gratings with several different luminance profiles. This methodology is unconventional but can be justified in the light of past studies of human SFS. Finally a computational algorithm for SFS containing two distinct operating modes is proposed. This algorithm is broadly consistent with the known psychophysics on human SFS

A PDE approach to Shape from Shading via Photometric Stereo

We present a new analytic and numerical approach to the shape from shading using photometric stereo technique. That is, we solve the problem to find the 3D surface of an object starting from its several 2D pictures taken from the same point of view, but changing, for every image, the direction of the light source

Análisis de motivos decorativos de tejidos y revestimientos cerámicos en el entorno de la visión artificial. Aplicación a la reconstrucción de motivos históricos y al diseño

El objetivo de esta tesis es la contribución a la creación, e implementación en herramientas informáticas, de una metodología aplicable para el análisis y edición de imágenes procedentes del campo de los diseños cerámicos y textiles, y por extensión, de todas aquellas imágenes que siguen un patrón repetitivo y que, por tanto, se ajustan a la Teoría de Grupos de Simetría. Para ello, se ha definido una metodología de análisis dividida en etapas, en la que se va aumentando gradualmente el nivel de la información manejada, desde los píxeles de la imagen inicial, pasando por los objetos (formas o unidades básicas perceptúales) y los motivos (agrupaciones de objetos realizadas con criterios perceptúales) hasta llegar a la estructura del patrón, es decir, las distintas transformaciones geométricas que relacionan los elementos (objetos y motivos) que lo forman. La información estructural obtenida es utilizada con fines diversos: la clasificación de las imágenes según el Grupo de Simetría del Plano del patrón, la reconstrucción de las imágenes aprovechando el conocimiento de qué partes están relacionadas por la estructura, y por último, la edición de patrones, tanto a nivel de formas y motivos, como de estructura, permitiendo realizar cambios estructurales con facilidad, con lo que se generan familias de patrones a partir de uno analizado. Las herramientas desarrolladas han sido probadas con un amplio conjunto de imágenes de patrones de procedencias muy diversas, destacando el estudio de los alicatados de la Alhambra de Granada y del Alcázar de Sevilla, así como de textiles y, ampliando los objetivos iniciales, a diversos elementos del entorno urbano.Albert Gil, FE. (2006). Análisis de motivos decorativos de tejidos y revestimientos cerámicos en el entorno de la visión artificial. Aplicación a la reconstrucción de motivos históricos y al diseño [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1936Palanci