Ciencias de Imagenes

Las Ciencias de las Imágenes en Argentina:
Antecedentes, diagnóstico, y acciones concretas para
su desarrollo en los sectores Académico, Productivo y
Público
Claudio Delrieux
Departamento de Ing. Eléctrica y Computadoras – Universidad Nacional del Sur
Noviembre de 2007
(Partes de este documento fueron tomadas de nuestra presentación a la convocatoria IP-PAE 2006)
Resumen
Este documento presenta los antecedentes, diagnóstico, estrategia y acciones concretas
a realizar para desarrollar a nivel nacional el área disciplinar de las Ciencias de las
Imágenes en sus diferentes aplicaciones y sectores de incumbencia. Se describe en
forma suscinta el estado actual de esta disciplina en los ámbitos académico, productivo
y el sector público, y se proponen acciones concretas para congregar un núcleo de
especialistas a nivel nacional con participación de investigadores que actúan en el
extranjero. Esto permitirá establecer un grupo de excelencia orientado a las ciencias de
las imágenes, con el objetivo de determinar y cubrir las carencias a nivel académico, y
potenciar la transferencia de estas tecnologías desde los grupos de investigación hacia
los sectores público y productivo.
1.
Las ciencias de las imágenes como campo disciplinar
El empleo de imágenes en sus diversos formatos ha evidenciado en los últimos años un
crecimiento masivo en diversas áreas de los medios productivo, científico y social. Las ciencias
de las imágenes emergieron en los años sesenta con los trabajos desarrollados en laboratorios de
ingeniería eléctrica de algunos institutos, como por ejemplo: Jet Propulsion Laboratory, MIT,
Bell Labs, University of Maryland, entre otros. A lo largo del tiempo, lo que se inició como un
conjunto de herramientas para resolver problemas específicos se fue transformando en un campo
disciplinar con identidad propia.
Actualmente las ciencias de las imágenes congregan conocimientos y especialistas de
procesamiento de imágenes, computación gráfica, visualización, visión artificial, ingeniería
eléctrica etc., a las que se agregan otros campos inter y multidisciplinarios, como por ejemplo,
diagnótico por imágenes médicas, robótica, teledetección, fisiología y psicología de la visión,
biometría, psicometría, ciencias de los materiales, entre otros.
Con el creciente interés científico que actualmente convocan los estudios multidisciplinarios, y
dado el alto impacto social y productivo de los medios visuales digitales en general, es posible
observar que en ámbitos académicos de los países centrales, se comienzan a nuclear a las
ciencias de las imágenes como campo disciplinar específico, a través de la creación de carreras,
postgrados, programas de investigación, grupos de interés, etc.
Como incumbencias particulares de las ciencias de las imágenes, podemos mencionar todo lo
relacionado con la generación, adquisición, procesamiento, reproducción, transporte y
codificación de imágenes y video en formato digital, así como su uso automático o asistido para
la generación, obtención o visualización de información como producto final o que será
ulteriormente utilizada para posterior procesamiento.
Si bien la mayor parte de estas tareas está incluida dentro del procesamiento de imágenes
tradicional, temas específicos como la generación de imágenes artificiales es el ámbito natural de
la computación gráfica, así como el procesamiento destinado a mejorar la comprensión humana
de información o datos es el ámbito de la visualización científica, la extracción de información
tridimensional para la toma autónoma de decisiones es el tópico central de la visión
computacional, y las técnicas de fusión, registración y segmentación de regiones son
principalmente estudiadas en imágenes médicas y en sensado remoto.
2.
Áreas de aplicación de las ciencias de las imágenes
Intentamos aquí abarcar el amplio espectro de las áreas científicas, sociales, gubernamentales, y
productivas en las cuales las ciencias de las imágenes son centrales, especialmente aquellas que
más alto impacto tecnológico están teniendo actualmente en los países desarrollados, y para las
cuales, en mayor o menor medida, en Argentina existe una vacancia de expertos, o donde la
transferencia de tecnología a los sectores público y productivo es baja por falta de desarrollos y
áreas de vinculación locales.
Es muy importante tener en cuenta que todas estas áreas, al compartir imágenes en formato
digital como denominador común, se potencian mútuamente. Así, los resultados en una de ellas
son fácilmente adaptables y utilizables en otras. Por dicha razón, una de las estrategias esenciales
consiste en nuclear a los diferentes especialistas y generar un repositorio de ideas, técnicas,
software, prospectivas de mercado, etc., cuyo resultado ejercerá un efecto sinérgico
multiplicador de las capacidades individuales de los grupos que actualmente trabajan en forma
aislada.
Imágenes médicas
Es indudablemente un área donde a nivel mundial la inversión pública y privada es enorme, dado
el notorio avance de la radiología computacional y el diagnóstico basado en imágenes, la
informatización de la gestión de la información clínica, el desarrollo de nuevas técnicas de
exploración, monitoreo no invasivo, estrategias quirúrgicas, etc. Un solapamiento no nulo se da
también con la visualización de información médica y biológica, desde la representación visual
de series complejas de datos al descubrimiento y minería de datos en bioinformática.
Percepción y sensado remoto
El desarrollo de esta área se debe en gran parte al gran impulso de la tecnología satelital, la cual,
de la mano tanto de las agencias espaciales nacionales e internacionales, como de los servicios de
seguridad estratégicos de determinados países, ha puesto en órbita un sinnúmero de satélites de
diversas tecnologías y propósitos. La gestión de este enorme volumen de información, el
desarrollo de nuevos modelos matemáticos e informáticos para propósitos específicos, la
transferencia de tecnología al sector público y productivo, y la formación de recursos humanos
especializados son tareas permanentes que están lejos de satisfacer plenamente a la demanda
potencial, aún en países donde la inversión en estos temas es muy alta.
Visión Industrial
La implantación de sistemas de visión en plantas industriales permite ampliar el espectro de
automatización y control en diversos procesos productivos, abaratando costos, mejorando la
calidad y reduciendo el impacto ambiental. Entre el sinnúmero de aplicaciones de la visión
industrial, los ejemplos más relevantes para el mercado argentino son en la industria metalúrgica
(p.ej.: control en tiempo real de laminación), automotriz (inspección de calidad), petroquímica
(control de hornos de craqueo), transporte (monitoreo en tiempo real de vagones de ferrocarril).
Si bien existen en muchos casos sistemas “llave en mano” para algunos de estos problemas, éstos
son de costos muy elevados, requieren servicio técnico no disponible en el país, el costo
operativo es muy alto, la tecnología es propietaria, y presentan en general una serie de
desventajas.
Visualización científica
Así como existe un caudal creciente de datos de imágenes médicas y sensores remotos, también
este fenómeno ocurre con los resultados de grandes volúmenes de datos producidos por modelos
y simulaciones computacionales. Gran parte de los procesos de diseño industrial, ingeniería de
estructuras, hidráulica, mecánica, electrónica, y también en ciencias naturales y sociales
(biología, economía, etc.) se implementan actualmente por medio de modelos computacionales,
los cuales -si es posible contar con una buena realimentación con el operador- permiten acortar y
flexibilizar enormemente el proceso de diseño. La interfase por excelencia en estos casos es la
salida gráfica, la cual permite visualizar y manipular cognitivamente un volumen enorme de
datos en tiempos interactivos.
Monitoreo y sistemas de seguridad
La inseguridad en la vivienda es siempre percibida como un factor de riesgo importante en la
vida cotidiana, así como en las empresas y el sector público es prioritario el monitoreo y control
de accesos. Los sistemas tradicionales que satisfacen esta demanda implican un alto costo
operativo, ya que requieren personal y supervisión, y muy raramente se realiza una gestión
adecuada de la información. El uso de aplicaciones tecnológicas de las ciencias de las imágenes
(biometría para identificación de personas, identificación de placas patente en automóviles,
reconocimiento de objetos, patrones de movimiento, etc.) junto con las tecnologías de red
inalámbrica, permiten diseñar soluciones autónomas de alta sofisticación, gran flexibilidad,
escalabilidad, y muy bajo costo operativo.
Juegos, industria del entretenimiento
Esta industria ha sido durante los últimos años la de mayor crecimiento sostenido a nivel
mundial, habiendo desplazado en facturación global a muchas otras industrias tradicionales,
tecnológicas o no, como la electrónica, la automotriz, o el turismo. La actual guerra de gigantes
como Microsoft y Sony por el mercado de las consolas, Disney-Pixar y Dreamworks por el
mercado de la animación, NVidia y ATI por el mercado del hardware gráfico, así como el de las
diversas compañías desarrolladoras de juegos, muestran que esta tendencia va a sostenerse o
aumentar en el corto y mediano plazo. Esta industria ha generado cambios importantes en todo el
contexto ya que ha puesto al alcance hardware paralelo de muy alta performance (GPU) que
puede incluso ser utilizado en resolución de problemas no necesariamente del dominio gráfico.
El impacto de las GPUs en la industria del software es imposible de predecir dada la aceleración
en los desarrollos que rodean a esta tecnología. Por otro lado, la industria de videojuegos en
Argentina es una de las más desarrolladas comparativamente con las otras áreas de aplicación
que estamos mencionando aquí, y sin embargo la “distancia” entre esta industria y el sistema
académico es enorme (no hay proyectos de investigación o transferencia, no hay carreras,
materias, cursos, o actividad conjunta entre industria y universidad).
Procesamiento de imágenes y video digital
En muchos grupos del sistema científico y productivo es posible observar un patrón recurrente:
la existencia de imágenes o video en formato digital como fuente de información, y la falta de
software o de especialistas que permitan extraer dicha información en forma rápida y
satisfactoria. Por ejemplo, en los laboratorios de microscopía de los institutos de investigación en
biología o ciencias naturales, existen microscopios electrónicos de alta sofisticación, que proveen
software propietario para el procesamiento de las imágenes o videos obtenidos. Sin embargo, los
investigadores raramente poseen la capacitación necesaria para sacar máximo provecho de las
prestaciones de dicho software. Al mismo tiempo, muy raramente hay investigadores trabajando
en desarrollos de nuevas técnicas de procesamiento de imágenes que mejoren las capacidades del
software comercial existente. En resumen, la falta de equipos multidisciplinarios no permite
aprovechar una capacidad latente para generar conocimiento.
Sistemas de información geográfica
El crecimiento de las aplicaciones GIS en los últimos años ha venido de la mano de los grandes
requerimientos de información nucleada en presentaciones cartográficas y topográficas que se
generan para los diversos aspectos de la gestión territorial (particularmente desde la
popularización de la tecnología de virtual globes producida por el Google Earth). Al mismo
tiempo, en el sector público y productivo esta tecnología se muestra como más económica,
versátil y confiable en muchos contextos, dada la disponibilidad de los sistemas de GPS. Estas
aplicaciones son en general desarrolladas con sistemas de software comercial, que facilitan
muchas veces la realización de determinadas tareas específicas, pero son pobremente
interoperables con facilidades provistas por otros sistemas, en particular, para tareas como la
integración de bases de datos topográficas con imágenes aéreas o satelitales. La gestión de la
información geográfica y su integración con datos afines (monitoreo ambiental, gestión
territorial, catastro, control de explotaciones, etc.) termina siendo laboriosa, requiriendo personal
con formación específica, y software de muy alto costo. Como en el caso de juegos, no hay en el
sistema académico muchas ofertas de capacitación orientadas a esta temática, y la falta de grupos
multidisciplinarios impide explotar el potencial existente para abordar esta problemática.
Monitoreo ambiental
Este campo está relacionado con el sensado remoto y con los sistemas de información
geográfica, con el objetivo de realizar manejo de contingencias frente a desastres ambientales o
naturales, y el monitoreo del impacto ambiental en general. En un territorio vasto, con escasa
infraestructura de transporte, el uso de imágenes con estos fines es indispensable. Hay diversos
ejemplos que muestran la flagrante ausencia del sector público y académico en esta área, por
ejemplo la recurrente aparición de manchas de petróleo en las costas patagónicas con el
lamentable saldo conocido por todos. Por otra parte, la detección y atribución de
responsabilidades de estos hechos es realizable dada la disponibilidad (muchas veces gratuita) de
las imágenes satelitales. Este tipo de aplicaciones tecnológicas permitirían el monitoreo de
explotaciones mineras, el control temprano de incendios, la evaluación impositiva de territorios
agropecuarios, etc.
Visión robótica
La característica distintiva de esta área de aplicación es que se buscan sistemas autónomos, con
cierto grado de inteligencia, que tome determinadas decisiones en base (entre otros factores) a
información visual. Las aplicaciones de los sistemas de navegación autónomos están
comenzando a ser considerados como alternativa viable para determinados problemas como por
ejemplo la agricultura de precisión, el monitoreo de grandes áreas, la realización de tareas de
seguridad críticas (desmontado de minas terrestres, explosivos y otras operatorias de alto riesgo
humano).
Modelado y simulación en ciencias naturales
Así como no existe una buena integración entre GIS y software de visualización que permita, por
ejemplo, representar datos masivos y complejos en forma comprensible sobre áreas geográficas,
tampoco es sencilla en estos contextos la vinculación topográfica con resultados de simulaciones
y modelos de diversos propósitos (geología, crecimiento urbano, oceanografía, etc.). En todos
estos casos, la adecuada fusión de la información se puede realizar por medio de herramientas
ad-hoc de ciencias de las imágenes
3.
Situación actual en Argentina
El desarrollo científico y la transferencia al medio productivo en Argentina en estas áreas está, en
la mayoría de los casos, iniciándose en forma incipiente.
Investigación
En algunas áreas temáticas existen grupos de especialistas de prestigio y también algunas
estructuras institucionales que nuclean actividades científicas específicas (especialmente en
imágenes satelitales y sensado remoto), como por ejemplo la CONAE. Una inspección de las
bases de datos on-line de agencias nacionales que subsidian proyectos de investigación (SeCyT,
CONICET, ANPCyT) muestra una baja proporción de proyectos en temas específicos de
ciencias de las imágenes.
Por otro lado, una inspección de la Web of Science muestra más de 400 publicaciones indexadas
relacionadas con ciencias de las imágenes, desde el año 2000, donde participa por lo menos un
autor radicado en Argentina. Esto refleja que existe actividad de investigación importante en el
tema, pero que actualmente dicha actividad está atomizada dentro de otros grupos y proyectos de
investigación cuyo interés primario no es específicamente las ciencias de las imágenes,
probablemente porque los investigadores y grupos surgieron (en épocas del sistema académico
donde los recursos eran escasos) como satélites de grupos más consolidados de otras disciplinas.
Docencia
No hay carreras de grado u orientaciones de carreras que tengan a las ciencias de las imágenes
como contenido de alguna importancia. En el espectro de las UUNN y principales Universidades
privadas, hay un porcentaje bajo en las que se dictan algunas asignaturas de grado optativas,
principalmente en carreras de Informática o de Electrónica.
Las más frecuentes son procesamiento de imágenes, computación gráfica, y en menor cantidad
imágenes médicas. En el ámbito de los postgrados, hay algunas maestrías o especializaciones en
temas específicos, en general no acreditados. No hay ninguna articulación en red de postgrados
en temas de ciencias de las imágenes entre dos o más Universidades.
Sector público
Si bien es difícil abarcar el amplio espectro de actividades del sector público (Nación, provincias
y municipios) sin hacer un relevamiento exhaustivo, es posible arriesgar que la transferencia de
tecnología en ciencias de las imágenes en el sector público está lejos de ser la ideal.
Entre las responsabilidades que competen a este sector, el uso de imágenes representa una
alternativa tecnológica viable y adoptada en otros países, podemos contar áreas como monitoreo
ambiental de explotaciones, control de desastres, catastro, uso del suelo, valuaciones impositivas,
control de accesos en edificios públicos y aeropuertos, seguridad, etc., áreas en las que es
ostensible que el sector público nacional no cuenta con el soporte tecnológico que el estado del
arte permite.
Sector productivo:
Es posible observar que existe una brecha entre los grupos de especialistas con sus objetivos
específicos de investigación, y la necesidad del sector productivo de recibir y aplicar dicho
conocimiento en la forma de sistemas que faciliten la gestión de la información gráfica y
permitan la toma de decisiones. El problema puntual consiste no tanto en la obtención de
imágenes para fines específicos, sino más bien en el procesamiento de las mismas por medio de
aplicaciones de software desarrolladas ad hoc.
Si bien actualmente existen aplicaciones de procesamiento de imágenes de diverso grado de
complejidad, estas son de un costo muy elevado, y de difícil uso para el usuario sin formación
específica. Estos sistemas además manejan la información en formatos propietarios, lo cual
dificulta o impide una adecuada gestión de la información, la integración de resultados de
diversos grupos en aplicaciones comunes, o la conversión de resultados a formatos aplicables a
los dominios de conocimiento en los que se los necesita. Por otro lado existe una diversidad de
información no gráfica ofrecida en la forma de bases de datos, páginas web, archivos de texto
etc. que podrían proporcionar una mayor semántica a lo visualizado en la imagen.
Existe, en síntesis, una falta notoria de productos específicos que resuelvan automáticamente
problemas concretos y puntuales. Por otro lado, al tratarse de una industria de muy alto valor
agregado, estratégicamente es muy favorable dada la situación coyuntural de Argentina como
país exportador.
4.
Acciones recomendadas
Nuclear a la comunidad
Una de las prioridades para orientar las actividades es establecer una sociedad nacional de
especialistas y crear una red de excelencia en ciencias de las imágenes. Esto es de importancia
vital tanto para definir, con el adecuado grado de detalle, las diferentes acciones descriptas a
continuación, como para coordinar las acciones puntuales evitando la superposición y
duplicación de esfuerzos. Una comunicación fluida tendrá como efecto inmediato producir una
sinergia que activará las capacidades latentes (cada parte aportará su pieza en el rompecabezas
global), facilitará la tarea de estandarizar los productos finales e intermedios (bibliotecas de
software, especificaciones formales, frameworks) y funcionará como “billboard” para mantener a
la comunidad informada acerca de las oportunidades, proyectos y resultados.
Definir áreas estratégicas, nuevos mercados, y áreas de vinculación
Tanto en investigación, y docencia como en transferencia, la vacancia en Argentina es
importante, por lo que se requiere una estrategia para priorizar y sincronizar los esfuerzos, dónde
obtener el mejor ROI tanto en el área intelectual como en generación de nuevos negocios para la
industria local. Una de las tareas esenciales en esa dirección es relevar el mercado actual de
aplicaciones, determinar la existencia de nuevos productos mercadeables, y diagnosticar áreas de
sustitución de importaciones. También es necesario establecer áreas de vinculación tecnológica y
eventualmente la incubación de empresas, para convertir a las ciencias de las imágenes en un
producto estratégico que permita atraer mercados ya consolidados y/o emergentes que
actualmente tienen a otras regiones como principales proveedores.
Implementar un laboratorio virtual para el desarrollo de aplicaciones
Una de mayores urgencias actuales radica en la falta de soluciones informáticas para un gran
conjunto de problemas académicos, productivos, y de generación de políticas gubernamentales.
El mercado requiere aplicaciones que permitan a la industria local hacer uso de técnicas
avanzadas de toma de decisiones asistidas por tecnologías gráfica y de visualización. La solución
más eficiente a corto plazo consiste en implementar un Laboratorio Virtual que actúe como
referente nacional. Esto permitirá concentrar la información sobre la demanda de sistemas y
servicios, y vehiculizar su desarrollo hacia el grupo de especialistas más indicado.
Creación de una plataforma unificada con tecnología local
La gran mayoría de los sistemas informáticos utilizados actualmente son productos comerciales
de alto costo tanto de inversión como operativo. Esto, además de generar los problemas
característicos de la tecnología propietaria, los hace no interoperables con otros sistemas,
estándares o aplicativos independientes. Un objetivo que facilitaría y agilizaría enormemente el
desarrollo de aplicaciones sería contar con una biblioteca o SDK localmente desarrollada con el
patrocinio de un consorcio integrado por las agencias de Ciencia y Técnica, las Universidades,
las Cámaras de Software y todos los organismos que deseen participar en la especificación. Esta
plataforma, licenciada sin costo para los desarrollos orientados a la explotación de recursos
locales, con cláusulas de licencia para exportación, y eventualmente la generación de releases
Open Source, significará una consolidación de la ciencia de las imágenes como producto
estratégico nacional y el punto de partida para desarrollar un mercado para la exportación. Se
hace énfasis de esta forma a la interoperatibilidad de los productos nacionales y la generación de
un marco regulatorio en la exportación de productos estratégicos que hagan uso de dicha
tecnología.
Impulsar la investigación en áreas vacantes
Esta acción se establece a partir del financiamiento de programas especiales para proyectos de
ciencia y técnica, que permitan concursar becas internas y externas, visitas de investigadores de
prestigio internacional y también becas posdoctorales de investigadores argentinos, en las áreas
de investigación en ciencias de las imágenes.
Potenciar la docencia a nivel nacional
Es imprescindible llevar a cabo intercambios de docentes especialistas nacionales para el dictado
de cursos, dirección de postgrados, etc. en otras UUNN, así como el dictado de cursos de
extensión para instituciones y empresas. Una manera específica de implementar este propósito
consiste en crear postgrados en red entre varias universidades. También resulta indispensable
prever las vacancias actuales y futuras en el mercado laboral, y para ello crear especializaciones
en temas puntuales como imágenes médicas, teledetección y sensado remoto, visión robótica e
industrial, etc. Sería deseable que todas estas actividades estén nucleadas alrededor de objetivos
curriculares consensuados a nivel nacional.
5.
Algunos Ejemplos
Todos estos son ejemplos de problemas presentados por stakeholders reales, donde las acciones
concretas sugeridas habilitarían proyectos de inversión y desarrollo que impactan directamente
en el sector productivo y público.
1. Sistemas de visión industrial: aplicados a un conjunto relativamente amplio de problemáticas
que permitirán el desarrollo de productos aplicados a resolver problemas de visión destinados a
plantas industriales, especificamente metalúrgicas (control y automotrices, detección de objetos
en plantas industriales, control de calidad en industria de alimentos, control dinámico de
rodamiento en ferrocarriles, etc.
2. Sistemas de visión robótica: desarrollo de sistemas de navegación autónoma para tareas de
seguridad críticas (localización y desmontado de minas terrestres). Agricultura de precisión.
3. Aplicaciones de procesamiento de imágenes y visión en celulares: Desarrollo de
aplicaciones y/o clientes delgados para celulares. Sistemas de ayuda a no videntes. Aplicaciones
GIS para celulares con GPS,
4. Reconocimiento de patrones y segmentación en imágenes de sensado remoto: Búsqueda
de descriptores, interpretación e identificación de características en imágenes de diversos tipos
(imágenes temáticas, RADAR, LIDIAR, SONAR, cámaras de luz visible, térmica, infrarroja).
Desarrollo y transferencia de sistemas que permitan el estudio y prognosis de desastres naturales,
evaluación de los mismos; catastro, diferendos limítrofes, estudios de impacto ambiental y daño
ecológico; análisis en edafología para humedad y rugosidad del suelo; evaluación de la
vegetación y cultivos, evaluación de estuarios, análisis de endemias y pandemias, evaluación de
la salinidad del mar, evolución del agujero de ozono, rescate de personas, etc. para las secretarías
de las áreas de recursos naturales en las provincias de la patagonia. En dichas provincias, así
como en otras regiones de la Republica Argentina, se han creado áreas protegidas con el objetivo
de preservar las reservas ecológicas, permitiendo la conservación de especies regionales en su
ambiente natural. (podemos contar aquí entre otros a la Dirección de Catastro de la Prov. de
Chubut., CENPAT (CONICET), Centro de Estudios Territoriales de la Prov. de Chubut,
Secretaría de Pesca de la Prov. de Chubut, Subsecretaría de Medio Ambiente de la Prov. de
Santa Cruz, Dirección Provincial de Minería de la Prov. de Santa Cruz, Dirección Provincial de
Ciencia y Tecnología de la Prov. de Santa Cruz, Subsecretaría de Turismo de la Prov. de Santa
Cruz, Secretaría de Estado de Energía de la Prov. de Santa Cruz, Subsecretaría de Pesca y
Actividades Portuarias de la Prov. de Santa Cruz).
5. Sensado infrarrojo multiespectral: Desarrollo de un sistema infrarrojo multiespectral para
uso aéreo o terrestre para la obtención de imágenes, empleando procesos de fusión para la
interpretación final. Esto permite el desarrollo de sistemas de seguimiento de inundaciones (aun
en horarios nocturnos), la prevención y combate de incendios forestales, la erosión y degradación
de suelos, la detección del vuelco de residuos contaminantes en cursos de agua, detección de
marea roja, modificación de relieve urbano, detección de especies vegetales, detección de
derrames de petróleo y de pérdidas de gases en gasoductos, etc. También se utilizan para
determinar defectos de aislamiento en edificios que causan pérdidas de energía por transmisión
de calor. Desarrollo de un sonar de apertura sintética, que será utilizado para detección de
objetos hundidos, caracterización de lecho marino, perfil de profundidades, estudios de
sedimentación, perfil de caudal y temperaturas marinas, imágenes 3D de lecho y objetos,
estudios de derrames de petróleo, etc.
6. Video digital: Implementación de una SDK, biblioteca de software y/o desarrollo de equipos
para poder incorporar todos los formatos de video digital en una plataforma integrada, lo cual
permitiría contar con una herramienta para el desarrollo rápido de aplicaciones que incorporen
video digital (televisión digital, video por IP, encriptación, etc.). Esto permitirá diseñar e
implementar sistemas de procesamiento de imágenes y de detección de movimiento, para
emplear en una plataforma estabilizada de captura de video, a utilizar a bordo de vehículos:
helicópteros, aviones, barcos, terrestres. Estos resultados brindarán a la plataforma la capacidad
de orientarse automáticamente para seguir objetos en movimiento tales como vehículos o
personas. Así mismo interesa predecir el movimiento y anticipar la trayectoria de dichos objetos.
También se propone desarrollar nuevas técnicas de encriptación que permitan incrementar la
seguridad informática de datos digitales, específicamente en señales, imágenes y video. Esto
permitirá el desarrollo de aplicaciones comerciales de diverso tipo (embeber marcas de derecho
de autor, encriptar datos, etc.).
7. Plataforma de simulación y visualización: Generación de una plataforma de modelamiento y
visualización para la generación de sistemas de rendering 3D y dinámicas complejas, aplicados
a simuladores (vuelo, navegación, entrenamiento), juegos, realidad virtual y visualización de
modelos industriales. El objetivo es estudiar algoritmos y técnicas que puedan incluirse en una
plataforma para generar escenarios virtuales de grandes dimensiones y de complejidad de
simulación no trivial. Como resultados particulares, se incluye el desarrollo de una biblioteca de
software que facilite la creación ágil de aplicaciones de simulación y graficas 3D en tiempo real,
y montar un laboratorio de Motion Capture con el objetivo de satisfacer las necesidades del
mercado local en aplicaciones que requieran seguir objetos en ambientes productivos para
automatización de tareas, y promover la investigación en áreas afines a las interfaces
inteligentes, robótica, deportes, etc.
8. Segmentación y visualización de datos médicos y modelos anatómicos: Desarrollo de
algoritmos robustos y de bajo costo para la segmentación de estructuras anatómicas en imágenes
biomédicas (resonancia magnética, tomografía, microscopía, etc.). Estos algoritmos permitirán
implementar herramientas que facilitan o complementan las tareas de los especialistas
(diagnóstico, registración, planificación quirúrgica, etc.). Actualmente este proceso realiza
manualmente, práctica que resulta ser altamente subjetiva y costosa, tanto en tiempo como en
esfuerzo, y además los resultados no son fácilmente repetibles. Se abordará también el desarrollo
de herramientas para la generación de mallas de superficie a partir de los objetos detectados, y su
visualización mediante técnicas de rendering de volúmenes, que permiten la exploración y
análisis en forma interactiva. Se desarrollarán y utilizarán técnicas de visualización, realidad
aumentada y realidad virtual a partir de información obtenida de imágenes generadas por fuentes
mono o multi-modales para una interpretación inteligente de datos médicos, para la formación
médica, para la simulación y para la generación de paquetes de ayuda a la planificación pre y
post quirúrgica.