SISTEMA SEMI-AUTOMÁTICO DE REGISTRO E MOSAICO DE IMAGENS Dmitry Fedorov Dissertação de Mestrado em Computação Aplicada, orientada pela Dr. Leila M. G.

Apresentação em tema: "SISTEMA SEMI-AUTOMÁTICO DE REGISTRO E MOSAICO DE IMAGENS Dmitry Fedorov Dissertação de Mestrado em Computação Aplicada, orientada pela Dr. Leila M. G."— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMA SEMI-AUTOMÁTICO DE REGISTRO E MOSAICO DE IMAGENS Dmitry Fedorov Dissertação de Mestrado em Computação Aplicada, orientada pela Dr. Leila M. G. Fonseca. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS, São José dos Campos, 2002.

2 Sistema de registro

3 Código do sistema foi escrito em C++ utilizando bibliotecas livres (Qt, libtiff, libjpeg) Foi enfatizada a utilização em plataformas diferentes Três métodos de registro automático foram implementados: método baseado em optical flow e geometria método baseado na transformação wavelet método baseado em contornos

4 Método padrão O método baseado em optical flow e geometria É o mais lento, porém é o mais robusto e aceita uma grande variedade de dados de entrada

5 Método baseado em wavelets O método baseado em wavelets é importante para o registro de imagens de radar onde identifica uma boa quantidade de pontos de controle Apresenta melhor precisão e eficiência de registro do que o método padrão

6 O método baseado em contornos Apresenta processamento rápido, porém só pode ser utilizado em imagens que possuem um número suficiente de contornos fechados bem definidos É adequado para o registro de imagens de diferentes sensores pois o método de casamento de feições não depende da resposta espectral

7 Ferramentas do sistema Pre-processamento: Modificar resolução, escolher a banda, realçar... Edição de pontos de controle: Remover, gravar ou carregar, mostrar nas imagens...

8 Ferramentas do sistema Registro de áreas retangulares aproximadamente correspondentes selecionadas por operador

9 Testes do sistema O sistema foi testado operacionalmente por vários pesquisadores em: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Universidade da Califórnia, Santa Barbara Office of Naval Research, China Lake Naval Air Warfare Center, China Lake, Califórnia Testes exaustivos foram executados com imagens: Radar Multi-sensores Alta resolução Seqüências de vídeo

10 Testes do sistema ImagensMétodo waveletsMétodo padrão Radar, JERS-1 (10/10/95) + (08/13/96) Amazônia, floresta (512*512)(512*512) Tempo: 3185ms C.P.: 53 RMSE: 0.7648 Tempo: 6099ms C.P.: 6 (de 300) RMSE: 1.0000 SPOT band 3 + TM band 4 (08/08/95) + (06/07/94) Cidade Brasília (512*512)(512*512) Tempo: 3325ms C.P.: 29 RMSE: 0.8710 Tempo: 5889ms C.P.: 6 (de 300) RMSE: 1.8257 TM band 5 (06/07/92) + (07/15/94) Amazônia, floresta (512*512)(512*512) Tempo: 3104ms C.P.: 188 RMSE: 0.5359 Tempo: 2914ms C.P.: 4 (de 128) RMSE: 0.7071 Comparação entre os métodos padrão e wavelets:

11 Testes do sistema Comparação entre os métodos padrão e contornos: ImagensMétodo contornos Método padrão Landsat, composição 3,4,5 Litoral (1390*1500)(1200*1650) Tempo: 2604ms C.P.: 3 RMSE: 0.8165 Tempo: 6008ms C.P.: 5 (de 128) RMSE: 1.3416 Fotos aéreas Área urbana, Bay area, Califórnia (1283*2352)(1547*2284) Tempo: 4566ms C.P.: 32 RMSE: 1.4790 Tempo: 9183ms C.P.: 22 (de 128) RMSE: 2.0226 Fotos aéreas coloridas Área urbana, Santa barbara, Califórnia (306*386)(335*472) Tempo: 521ms C.P.: 6 RMSE: 0.4082 Tempo: 1392ms C.P.: 21 (de 128) RMSE: 1.2536

12 Imagens de florestas Imagens da floresta amazônica, TM na banda 5, adquiridas em diferentes datas, 07/06/1992 e 15/07/1994

13 Imagens de Radar Imagens da floresta amazônica, JERS-1, adquiridas em diferentes datas, 10/10/1995 e 08/13/1996

14 Imagens do CBERS Mosaico de 4 imagens CBERS-IRMMS

15 Imagens Landsat (nuvens) Mosaico de duas imagens Landsat de datas diferentes. Foi gerado sem equalização em 3 minutos e 50 segundos

16 Detalhe do registro Mosaico de duas imagens Landsat de datas diferentes. Foi gerado com equalização em 5 minutos e 45 segundos

17 Imagens do LANDSAT-CBERS Composição colorida das imagens registradas Landsat 7 – PAN e CBERS CCD: R-PAN, G-4CCD, B-3CCD.

18 Fotografia digital Demonstração do método de blending

19 Motivação seqüência de 100 quadros gerado em 20 segundos

20 Mosaico Mosaicos de seqüências de 14 imagens visíveis e 6 termais de 640x480 pixels

21 Conclusão O sistema foi implementado e testado Existem binários para Windows, Linux, Solaris Sparc Desenvolvida a página WEB do sistema: http://regima.dpi.inpe.br/ Desenvolvida a versão demo para WEB: http://regima.dpi.inpe.br/demo/ http://nayana.ucsb.edu/registration/

22 Congressos Trabalhos publicados e apresentados em congressos nacionais e internacionais: SPIE 9th International Symposium on Remote Sensing, Crete, Greece, 2002 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium - IGARSS02, Toronto, Canada, 2002 29th International Symposium on Remote Sensing of Environment, Buenos Aires, Argentina, 2002 Worcap I, INPE, 2001

23 Interesse por instituições externas Várias instituições demonstraram interesse no sistema: 1.Dr. Ralf Dunkel, General Atomics, San Diego, California; 2.Timothy Klassen, Avvida Systems Inc., Waterloo, Canada; 3.Ross Cobb, Aerials, Inc & Pan American Surveys, Inc, Miami, Florida; 4.Kristof Ostir, Scientific Research Centre of SASA, Ljubljana, Slovenia; 5.Veljko M. Jovanovic, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Califórnia; 6.Dr. G. Louis Smith, Langley Research Centre, NASA, Hampton, Virginia; 7.Leonard John Otten, Kestrel Corporation, Albuquerque, New Mexico; 8.André R. S. Marçal, Observatório Astronômico, Universidade de Porto, Portugal.

24 Trabalhos futuros Pretende-se continuar o desenvolvimento do sistema: Adicionar suporte de georeferenciamento e estender suporte de GeoTiff para todos os resultados Adicionar técnicas avançadas de equalização e geração de mosaico de imagens Melhorar os métodos automáticos

25 Agradecimentos Várias instituições participaram no desenvolvimento: Divisão de Processamento de Imagens, INPE Divisão de Sensoriamento Remoto, INPE Vision Lab, Universidade da Califórnia, Santa Barbara China Lake Naval Air Warfare Center, Califórnia O trabalho foi financiado pelas instituições: CAPES SELPER Brasil Office of Naval Research, China Lake Naval Air Warfare Center CalTrans

26 Demonstração do sistema Regeemy