Extraer la imagen de un automóvil de Fórmula Uno corriendo en el Autódromo de Interlagos, en São Paulo, y colocarla en otro escenario, o destacar la imagen de un ciclista paseando en una ciudad y sobreponerla a un paisaje árido y helado del continente antártico. Ésos son algunos ejemplos de los efectos especiales obtenidos en la edición de videos digitales con un software que se encuentra en fase final de desarrollo en la empresa SDC Engenharia, Sistemas y Eletrônica, de São Paulo.
“Creamos una herramienta computacional inédita, que será valiosa para los profesionales que trabajan en edición y post-edición de imágenes”, afirma Robert Liang Koo, director de SDC y coordinador del proyecto intitulado Segmentación Asistida de Imágenes y Videos Digitales , financiado por la FAPESP en el marco del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE).
Producto de más de dos años de arduo trabajo, el software será una herramienta sencilla y rápida para auxiliar en el proceso de segmentación de imágenes digitales que será muy útil en grabaciones en el sistema Digital Video Disc (DVD) o para la futura TV digital. Esta técnica de segmentación consiste en aislar los píxeles (el menor punto tonal de un sistema de imagen digital) que representan al objeto de interés de los restantes existentes en el fondo de la imagen.
Con ella será posible efectuar el recorte de cualquier objeto en cualquier tipo de escenario, sin que para ello las grabaciones deban efectuarse en un ambiente previamente preparado, tal como es necesario actualmente. En otras palabras, el software, bautizado SDC ProntoVídeo, permitirá la segmentación de videos con imágenes mucho más complejas, independientemente de los colores y de las características del fondo y de la imagen que será destacada.
El colage de imágenes es un recurso bastante utilizado por los noticieros de televisión en todo el mundo. El pronóstico del tiempo del Jornal Nacional, de la TV Globo, por ejemplo, muestra al presentador y en el fondo una imagen animada del mapa de Brasil. Pero, para que esa escena salga al aire, las filmaciones del presentador y del mapa de fondo se hacen por separado. Primero, el “hombre del tiempo” es filmado adelante de una pared azul, llena de marcas (clavos o adhesivos) que muestran dónde, supuestamente, están los estados brasileños y los aspectos meteorológicos que serán resaltados -frentes fríos, masas de aire seco, aire cálido, lluvias, etc. Luego se hace una animación en la que se muestra el comportamiento de la meteorología en el territorio brasileño.
El escenario azul
En el montaje final, la imagen del meteorólogo es aislada y recortada del escenario azul, y pegada sobre la animación. Ese efecto especial solamente es posible gracias a una sofisticada técnica de edición de imágenes conocida como croma-key o fondo azul. Para librar al recorte de distorsiones, la grabación se efectúa en un ambiente controlado. El escenario en donde se encuentra el presentador es todo azul, y la iluminación acentúa el contraste entre éste y el escenario ubicado al fondo.
Agilidad y rapidez
Según Koo, que también es profesor de Ciencias de la Computación de la Pontificia Universidad Católica (PUC), de São Paulo, el software desarrollado es bastante superior a los similares disponibles en el mercado. La segmentación de imágenes en un ambiente genérico es tan difícil que, en la mayoría de los casos, se hace manualmente: el usuario dibuja el contorno del objeto, como si fuera una máscara, para luego recortarlo. Esa segmentación, realizada con una herramienta disponible en innumerables software de diseño, como el Photoshop, es realizada de acuerdo con la percepción visual del usuario y demanda mucho tiempo. “Lo que ofrecemos ahora es una herramienta semiautomática, sumamente ágil y mucho más fácil de manipular”, explica.
Su operación es muy sencilla. Inicialmente, el usuario debe indicar, en el primer cuadro de la imagen, el objeto que pretende aislar. Para ello, basta colocar el cursor encima del objeto y, presionando el botón de la izquierda del mouse, efectuar una pequeña marca en el objeto. Ése es el marcador interno, de color rojo. Luego efectúa un marcador externo, en azul, en las áreas de alrededor del objeto, presionando el botón de la derecha del mouse y efectuando otro marca. “Dos marcadores simples, uno externo y otro interno, ya son suficientes para que el ProntoVídeo procese la segmentación de la imagen”, explica Koo.
El investigador intentará encontrar el contorno del objeto, por medio de la diferencia de niveles de los píxeles, que se expresa en el cambio de color, textura y brillo del objeto que será recortado y el que está alrededor. Una vez efectuadas las marcas iniciales, el ProntoVídeo proyecta el contorno del objeto y del fondo. Utilizando cálculos de estimación de movimiento, esos contornos son propagados en dirección a los cuadros siguientes del film.
En caso de que se produzcan pequeñas distorsiones en el recorte -por ejemplo, si una parte del objeto, como la nariz de la persona, no es destacada-, el usuario interfiere en el proceso, efectuando las correcciones necesarias, borrando algunos marcadores o introduciendo otros nuevos. En el caso de la nariz, bastaría que se hiciese un marcador interno en ese punto y éste sería recuperado en la imagen recortada. “Por eso la segmentación es semiasistida y no totalmente automática”, explica Koo.
El desarrollo de la tecnología se concretó con el auxilio de los investigadores Roberto Lotufo, de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp); Junior Barrera, del Instituto de Matemática y Estadística de la Universidad de São Paulo (USP); Alexandre Falcão, del Instituto de Computación de la Unicamp; y Rubens Machado, del Centro de Investigaciones Renato Archer (Cenpra), de Campinas. Según Lotufo, el ProntoVídeo tendrá inicialmente dos utilidades básicas. “Será usado para realizar efectos especiales en video, como el retiro de fondos, y para la producción de videos en formato MPEG-4, un nuevo formato de video digital en el que los distintos objetos en escena son codificados separadamente”, afirma. “El nuevo software de la SDC ayudará al productor de MPEG-4 en la separación de los diversos elementos presentes en la imagen”.
El producto saldrá al mercado en un año. Pero el prototipo, concluido el año pasado, ya se encuentra en plenas condiciones de utilización por parte de los usuarios finales. “Estamos apenas haciendo algunos perfeccionamientos para que se convierta en un producto competitivo en el mercado internacional”, afirma el director de SDC. “Entre otras cosas, estamos solicitando una patente, con el auxilio de la FAPESP, y mejorando el algoritmo de estimación de movimiento de propagación de los marcadores”, dice. Ese algoritmo es el responsable por la precisión del recorte del objeto. El software costará entre 50 y 100 dólares, y su venta se hará únicamente vía Internet. Los que así lo deseen, podrán descargar el programa directamente del sitio de SDC (www.sdc.com.br), mediante el pagamento de un importe.
Venda por Internet
SDC es una empresa brasileña creada 1987, y especializada en la integración y la provisión de equipos, software y soluciones para automación industrial, automación de laboratorios, visión computacional, procesamiento de imagen, comercio electrónico y telecomunicaciones. En 2000, su facturación llegó a 2 millones de dólares, el 10% de éstos relativos a ventas externas. Uno de sus productos de mayor éxito comercial es el software SDC Morphology ToolBox, lanzado en 1999 y actualmente exportado a más de 50 países.
“Ese software es una poderosa colección de herramientas morfológicas para la segmentación de imágenes y utilizado en el delineamento de imágenes de exámenes médicos”, explica Robert Koo. “El Morphology ToolBox fue la base de desarrollo del ProntoVídeo”. Por lo que todo indica, el nuevo software tiene todo para ser también un producto comercialmente exitoso y convertirse en una herramienta importante en la producción de films digitales.
El Proyecto
Segmentación Asistida de Imágenes y Videos Digitales (nº 97/13306-6); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE); Coordinador Robert Liang Koo – SDC; Inversión R$ 91.000,00 y US$ 35.000,00
