Riconoscimento Automatico delle Forme

Nome
Indirizzo:
“Riconoscimento Automatico delle Forme” (RAF)
Motivazioni:
Il riconoscimento automatico delle forme rappresenta un settore di rilevanza
cruciale per una moltitudine di importanti applicazioni dei Sistemi di Elaborazione delle
Informazioni e dell’Informatica. Il riconoscimento di segnali mono-dimensionali, bidimensionali o anche multi-dimensionali rappresenta infatti molto spesso l’abilità
fondamentale richiesta a sistemi intelligenti operanti in un’ampia gamma di applicazioni,
per consentire ad essi di poter autonomamente eseguire processi decisionali anche molto
complessi.
A tale scopo, il riconoscimento automatico delle forme ha una valenza fortemente
interdisciplinare in quanto richiede la conoscenza approfondita di aspetti fondamentali
della visione umana e della elaborazione del segnale, della modellizzazione dei processi e
di ingegnerizzazione dei sistemi. Tanto si rende indispensabile anche a fronte dell’enorme
“range” delle applicazioni. Si pensi ad esempio al trattamento di segnale con tutte le varie
applicazioni comprese l’handwriting e/o handwritten recognition, lo speech e/o speaker
recognition e identification, inclusi il trattamento di documenti correnti ed antichi,
manoscritti e stampati, nonchè immagini medicali, ma anche provenienti da sistemi di
telerilevamento e video-sorveglianza, nonché di immagini cartografiche, catastali e
satellitarie e comunque ogni sorta di immagini tecnico-scientifiche. Nondimeno vale la
pena di sottolineare come la possibilità di riferirsi all’immenso patrimonio di segnali e
immagini disponibile in rete, anche multi-dimensionali, amplia ulteriormente sia le
problematiche connesse ai sistemi di riconoscimento automatico delle forme che gli stessi
domini applicativi.
Risulta evidente quindi l’esigenza di specialisti altamente qualificati in questo
settore, in grado di progettare, sviluppare e verificare soluzioni diversificate a seconda
delle esigenze delle specifiche applicazioni nonché di produrre prototipi di sistemi
intelligenti per il trattamento delle forme.
Obiettivi formativi caratterizzanti:
L’indirizzo di Riconoscimento Automatico delle Forme (RAF) ha la finalità di fornire
conoscenze approfondite e competenze altamente qualificate sulla progettazione, sviluppo
e valutazione di sistemi e metodi di riconoscimento automatico delle forme e sulle loro
applicazioni. Partendo dallo studio dettagliato degli algoritmi classici di trattamento del
segnale, saranno approfonditi aspetti legati al riconoscimento ed alla classificazione
attraverso algoritmi innovativi, come ad esempio quelli basati su algoritmi dinamici,
generativi e tecniche di modelling statistico nonché su strategie multi-esperto.
Approfondimenti ulteriori saranno realizzati con riferimento ai sistemi ed alle tecniche di
gestione documentale, anche con la finalità di affrontare temi legati non solo alla lettura
dei documenti, anche non strutturati ma anche alla individuazione di specifiche metacaratteristiche ed alla loro autenticazione mediante tecniche biometriche. L’indirizzo offre
al discente la possibilità di un importante approfondimento sugli strumenti alla base
della percezione delle forme da parte del sistema visivo dell’uomo, anche con riferimento
alla forme bi e tridimensionali, nonché all’analisi e sintesi di forme ed immagini
attraverso specifiche formalizzazioni che partendo dall’analisi frattale pervengono a
tecniche di generazione di forme e controllo basate su b-spline razionali non-uniformi
(NURBS) per la descrizione di curve e superfici. L’ulteriore passo applicativo è assicurato
nell’ambito dello stesso indirizzo dallo studio legato alla grafica tridimensionale
interattiva, di fondamentale rilevanza in moltissime applicazioni, dalla generazione di
modelli virtuali per scopi ludici (videogiochi, computer animation, ecc. ), alla
ricostruzione di ambienti tridimensionali per il cinema o applicazioni ingegneristiche, alla
visualizzazione scientifica.
In conclusione l’indirizzo si propone di far acquisire conoscenze per il trattamento e
riconoscimento automatico delle forme e per lo sviluppo di sistemi intelligenti per la loro
gestione.
Offerta formativa
L’indirizzo è caratterizzato da un insieme di insegnamenti coordinati. In
particolare vi sono due insegnamenti caratterizzanti obbligatori dell’indirizzo
articolati in quattro moduli di 5 cfu ciascuno, nonché insegnamenti a scelta,
anche essi articolati in moduli di 5 cfu ciascun che saranno erogati dai docenti
afferenti all’indirizzo.
Nel seguito gli insegnamenti del corso sono brevemente descritti:
Insegnamenti caratterizzanti:
• Pattern Recognition
•
( Modulo A 5cfu )
( Modulo B 5cfu)
Sistemi e Tecniche di Gestione Documentale ( Modulo A 5cfu )
( Modulo B 5cfu)
Insegnamenti a scelta:
• La percezione visiva tridimensionale umana (5cfu)
• Analisi e Sintesi di Curve Frattali e NURBS (5cfu)
• Percezione e rappresentazione delle immagini (5cfu)
Potranno anche essere scelti altri insegnamenti, tra quelli proposti dagli altri indirizzi
sulla base di particolari esigenze didattiche fino a concorrenza di almeno altri 10 cfu.
PatternRecognition (Modulo A 5cfu+ Modulo B 5cfu)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Conseguimento di abilità nella produzione di software e lo sviluppo di sistemi
intelligenti per il riconoscimento automatico delle forme. Il corso intende fornire
approfondite conoscenze sulle tecniche fondamentali di analisi e sintesi dei segnali anche
multi-dimensionali e per il riconoscimento automatico delle forme. Partendo dallo studio
delle trasformate digitali, si giunge alla formalizzazione degli algoritmi FFT classici di
quelli in notazione polinomiale. Si fa uso della tecnica di Rader, di Good e di Winograd
Fourier, nonché delle equazioni diofantee, del teorema cinese del resto e della
rappresentazione SINO dei numeri.
Il corso ha anche la finalità di far acquisire conoscenze sui dispositivi di “data
acquisition” e delle tecniche di interpolazione dei segnali, nonché sui nuovi dispositivi per
acquisizione dati basati su elementi attivi organici di Someya e Sakurai.
Nel corso sono presentati algoritmi avanzati per il riconoscimento di caratteri
stampati e manoscritti, quali ad esempio gli algoritmi dinamici, quelli genetici i
diagrammi di Voronoi per lo zoning, gli algoritmi basati su Characteristic LOCI e quelli
basati su dissimilarità di Sokal e Mitchner generalizzata, su tecniche di post-processing e
approcci wholistici per il riconoscimento di parole parlate e scritte, nonché algoritmi e
strategie di multi-expert classification.
Le conoscenze acquisite saranno quindi ulteriormente approfondite attraverso la
loro applicazione a realizzarsi mediante lo studio e l’uso di tools per la progettazione di
sistemi intelligenti, come i frameworks: Khoros e VisiQuest e l’ambiente di
programmazione visuale Cantata, nonché di sistemi di e-learning per la progettazione
cooperativa in rete .
OBIETTIVI PROFESSIONALIZZANTI
Acquisizione di competenze nella progettazione e sviluppo di sistemi di Pattern
Recognition.
Sistemi e Tecniche di Gestione Documentale (Modulo A 5cfu+ Modulo B 5cfu)
OBIETTIVI FORMATIVI
L'obiettivo del corso è quello di fornire competenze approfondite sui sistemi di gestione
documentale come strumenti alla base della (ri)organizzazione di processi amministrativi
e/o produttivi. I moderni sistemi offrono infatti la possibilità di realizzare l’auspicata
convergenza di flussi documentali cartacei ed elettronici, la loro indicizzazione,
catalogazione e retrieval, anche su reti, garantendo in tal modo nuove opportunità per il
trattamento cooperativo e distribuito delle informazioni documentali, che rappresentano
una quota importante della conoscenza all’interno di organizzazioni ed aziende.
Nell’ambito del corso saranno quindi descritti in dettaglio gli aspetti legati alla gestione di
flussi documentali cartacei ed elettronici, sia da un punto di vista tecnologico che
scientifico, legate soprattutto alla lettura automatica di documenti, autenticazione,
catalogazione ed archiviazione.
OBIETTIVI PROFESSIONALIZZANTI
Acquisizione di competenze nella progettazione, sviluppo ed organizzazione di sistemi di
gestione documentale.
La percezione visiva tridimensionale umana (5cfu)
OBIETTIVI FORMATIVI
L’obiettivo formativo di questo insegnamento è quello di far acquisire ai discenti
conoscenza approfondita sui meccanismi visivi umani; ed in particolare sulla capacità di
percepire la profondità degli oggetti. Partendo dal concetto della “parallasse oculare” si
giunge, attraverso lo studio delle specifiche strutture del cervello umano, alla percezione
tridimensionale (stereoscopica) dell’oggetto. Attraverso tali studi il discente è messo in
condizione di poter comprendere il significato adattativo del complesso sistema
visione/percezione visiva sviluppato nell’uomo e nel contempo di poter utilizzare tali
conoscenze per lo sviluppo di applicazioni di gran pregio a fini spettacolari e didattici.
OBIETTIVI PROFESSIONALIZZANTI
Acquisizione di conoscenze approfondite sulla percezione visiva tridimensionale umana.
Percezione e rappresentazione delle immagini (5cfu)
OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso si propone di fornire conoscenze sulla luce ed il sistema visivo, modelli di colori,
modello RGB (colori additivi), modello CMYK (colori sottrattivi), tipi di immagini,
acquisizione di immagini, interpolazione, dispositivi di acquisizione, la macchina
fotografica: dall’analogico al digitale, diaframma e otturatore, fotocamera digitale,
scanner, la scelta della risoluzione, dimensione e risoluzione dell’immagine, dimensione e
risoluzione del monitor, risoluzione della stampante, il tipo di scansione per le immagini,
formati digitali, compressione delle immagini, editing delle immagini, trasmissione di
immagini ad alta risoluzione e immagini panoramiche. Saranno anche acquisite
conoscenze sulla persistenza visiva, sul video analogico e digitale, sulla ripresa delle
scene, anche del tipo motion capture e stop motion, sul montaggio e sulle transizioni,
sugli effetti speciali video, sul rendering e sui diversi formati video, sugli algoritmi di
compressione video. Una importante parte del corso sarà anche rivolta ai multimedia
avanzati, alla progettazione di ambienti 3D, web3d: web e realtà virtuale, standard VRML
e X3d, ai Browser e client 3D. Da un punto di vista applicativo specifica attenzione sarà
rivolta al software specialistico e allo sviluppo di casi di Studio: Multigen Paradigm
Creator, 3D Studio, ecc.
OBIETTIVI PROFESSIONALIZZANTI
Acquisire competenze sulla rappresentazione delle immagini, sulla elaborazione e sulla
ricostruzione 3D.
Analisi e Sintesi di Curve Frattali e NURBS (5cfu)
OBIETTIVI FORMATIVI
<< IN VIA DI DEFINIZIONE >>
OBIETTIVI PROFESSIONALIZZANTI
<< IN VIA DI DEFINIZIONE >>
Elenco Docenti proponenti:
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IMPEDOVO Sebastiano
DELFINO PESCE Vittorio
DI LENA Giovanni
DIMAURO Giovanni
PIRLO Giuseppe