Estimando informação geográfica de imagens

Pesquisadores da Universidade da Carnegie Mellon desenvolveram o primeiro método computadorizado que permite analisar uma imagem fotográfica e determinar em qual lugar do mundo ela foi tirada. Essa estimativa de localização é feita comparando-se a imagem com outras imagens georreferenciadas do Flickr.

O IM2GPS é um algoritmo que foi desenvolvido pelo estudante de ciência da computação James Hays e por Alexei A. Efros, professor assistente de Ciência da Computação e Robótica de Carnegie. Não se trata de um algoritmo que faz varredura e análise em imagens fotográficas à procura de detalhes como tipos de roupas,  símbolos em ruas ou determinação espectral de tipos específicos de vegetação como a primeira vista pode-se pensar.

Ao invés disso, o algoritmo analisa a composição da imagem como um todo, a distribuição de cores, as texturas e registra o número de linhas e sua orientação na imagem. A partir disso, ele realiza um busca no Flickr à procura de imagens que possuam características semelhantes às da tomada como base.

"A idéia não é fazer com que o algoritmo me retorne o que a imagem representa, mas fazer com que ele encontre outras imagens semelhantes com a analisada", disse Efros. "Foi surpreendente como este abordagem se revelou eficaz. Quem poderia imaginar que a semelhança na aparência global de uma imagem poderia indicar ou estar correlacionada tão bem com uma localidade?"

Hays e Efros puderam localizar imagens com uma precisão de até 200km, usando 16% das 200 imagens analisadas, o que representa 30 mais chances de acerto do que as probabilidades esperadas. Mesmo quando o algortimo não conseguiu definir uma localização específica, ele pode oferecer possibilidades de localização como sendo uma praia ou um deserto, por exemplo.

"Parece que não há muita ambigüidade visual no mundo, muito menos do que poderíamos imaginar", disse Hays que irá apresentar a pesquisa na Conferência da IEEE Computer Society neste mês de junho em Anchorage, no Alasca. "Estimar informações geográficas de imagens fotográficas é uma tarefa difícil, mas possível de se fazer se o problema for visto pelo foco computacional".

Identificar o local geográfico de uma imagem fotográfica poderá reforçar ainda mais as técnicas de pesquisas em images, tornando-as menos dependentes de legendas ou associadas a um texto. O sistema pode ser útil na compreensão e estimativa de densidade populacional, cobertura vegetal, classificação de uma área como rural ou urbana ou ainda ser usada em aplicações forenses. De acordo com o paper, o sistema pode ainda ser combinado a uma base de dados dados geográficos com informações como clima, densidade populacional, vegetação, topografia, uso da terra, etc.

A maioria das imagens do Flickr possui algum tipo de identificação como uma palavra chave associada, mas muitas vezes essa palavra não oferece uma boa descrição ou, ao contrário, fornecem um definição muito genérica e ampla como, por exemplo, uma fotografia da Floresta Amazônica que foi "taggeada" como Brasil. Quando se utilizou imagens com palavras-chaves e com coordenadas, o algoritmo foi capaz de identificar mais de seis milhões de imagens corretamente.

O IM2GPS foi capaz de identificar imagens fotográficas de grandes marcos como a Catedral de Notre Dame ou de uma rua estreita pertecente à cidade de Barcelona. No entanto, o algoritmo não foi capaz de identificar objetos tão bem se comparado aos testes realizados com áreas sobre a superfície. A arquitetura da Sidney Opera House foi confundida com um hotel em Mississippi e que a Torre Eiffel fosse a Estátua da Liberdade. Hays afirma que o algoritmo não se destina a reconhecer objetos específicos tão bem como para regiões geográficas.

Ficou curioso? Para mais informações, consulte o projeto IM2GPS no web site: http://graphics.cs.cmu.edu/projects/im2gps/