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PublicouLuiz Eduardo Alvarenga Barreto Alterado mais de 5 anos atrás
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Processamento Digital de Imagens
Segmentação
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PDI - Segmentação e Classificação
a imagem é particionada em regiões que devem corresponder às áreas (objetos) de interesse da aplicação PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
regiões conjunto de "pixels" contíguos e que apresentam uniformidade em relação a um dado atributo (textura, média, variância). Métodos: por crescimento de regiões (similaridade) detecção de bordas (descontinuidades) PDI - Segmentação e Classificação
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Crescimento de Regiões
Cada pixel é inicialmente rotulado como uma região as regiões espacialmente adjacentes são agrupadas segundo algum critério de similaridade (A - B < Limiar) O processo é repetido até que nenhum outro agrupamento possa ser feito gera regiões com contornos fechados elimina regiões com número de pixels pequeno Principal desvantagem: erros nos contornos das regiões pixels de borda podem ser agregados à uma das regiões vizinhas PDI - Segmentação e Classificação
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Crescimento de Regiões: exemplo
PDI - Segmentação e Classificação
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Crescimento de Regiões:exemplo
TM-Lansdat JERS-1 PDI - Segmentação e Classificação
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Segmentação baseada em bordas
As bordas na imagem caracterizam os contornos dos objetos Pontos de borda pixels com variações abruptas de níveis de cinza presença de “buracos” nas bordas duas regiões diferentes são agregadas sensível às variações locais dos níveis de cinza contornos não são fechados PDI - Segmentação e Classificação
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Métodos baseados em bordas
Sobel Roberts Laplaciano Cany Watershed PDI - Segmentação e Classificação
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Laplaciano da gaussiana
Segunda derivada da função gaussiana pontos de borda cruzamentos por zero PDI - Segmentação e Classificação
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Laplaciano da Gaussiana
PDI - Segmentação e Classificação
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Detecção de bacias (watershed)
Gera uma imagem gradiente extração de contornos perseguição de bordas sobre a imagem gradiente (idéia de inundação) Rotulação PDI - Segmentação e Classificação
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Imagem representada como relevo
PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
É o processo de reconhecimento de padrões (objetos) Como resultado de uma classificação cada ponto (ou região) da imagem é mapeado para um tema ou classe símbolos ou cores PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Espaço de Atributos ... ...... .. água mata urbana Banda 1 Banda 2 Os elementos de imagem pertencentes a um mesmo objeto (classe) aparecem plotados como uma nuvem de pontos (aglomerado) Os três aglomerados de pontos definem três diferentes alvos PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Pastagem [0 - 92] Floresta [ ] Regeneração [ ] PDI - Segmentação e Classificação
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Classificação (floresta densa: relevo plano x relevo ondulado)
PDI - Segmentação e Classificação
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Projeto de um classificador
O espaço de atributos é dividido em regiões de decisão correspondentes a classes distintas identifica-se o ponto na imagem como pertencente a classe correspondente à região de decisão em que ele cai dentro ... ...... .. água mata urbana Banda 1 Banda 2 PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Regiões de Decisão d ... ...... c ... ...... .. urbana Banda 2 ... ...... .. mata água a b Banda 1 pontos da imagem multiespectral com NC na banda 1 no intervalo [a,b] e na banda 2 no intervalo [c,d] área urbana padrões de uma classe formam agregados no espaço de atributos PDI - Segmentação e Classificação
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Tipos de Classificadores
Supervisionado o usuário dispõe de informações (amostras) que identificam cada classe de interesse não-supervisionado utiliza algoritmos para reconhecer as classes presentes na imagem PDI - Segmentação e Classificação
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Tipos de Classificadores
classificadores “pixel a pixel” usa informação espectral isoladamente de cada pixel classificadores por regiões usa informação espectral de cada "pixel" e a informação espacial ("pixels" vizinhos). PDI - Segmentação e Classificação
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Treinamento Supervisionado
O usuário deve identificar na imagem uma área representativa de cada classe amostras As amostras devem ser homogêneas Deve-se adquirir mais de uma área de treinamento (10 a 100 pixels por classe) PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Áreas de Treinamento Pastagem Regeneração Floresta JERS-1 IMAGE Date: 26/06/93 PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Classificador por Regiões (ISOSEG) Algoritmo de agrupamento de dados não-supervisionado Segmenta a imagem Para cada região calcula: vetor média, matriz de covariância e área Seleciona uma região (R) como semente da classe (usa-se área para seleção) (R, R, A R) Classifica as demais regiões distância de Mahalanobis entre o vetor de médias da região e a distribuição da classe Repete o procedimento para as regiões não classificadas PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Distância Euclidiana Compara o NC do pixel à média de cada agrupamento (ponto a ponto) Medida de similaridade: distância Euclidiana O pixel é incorporado ao aglomerado mais similar (menor distância Euclidiana) PDI - Segmentação e Classificação
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Distância de Bhattacharyya
Mede a distância média entre as distribuições de probabilidade i e j (classes espectrais i e j) Distância normalizada entre as médias das classes Avalia a diferença entre as distribuições PDI - Segmentação e Classificação
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Distância Mahalanobis
considera a distância entre um ponto e a distribuição de probabilidade da classe ( ) S - + = i t m x d w ln 1 2 , Se as covariâncias das classes são iguais i= ln |i|=0 Se =2I classificador da mínima distância Euclidiana PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Classificador MAXVER Cada classe é modelada por uma distribuição de probabilidade normal PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Classificador MAXVER probabilidade de um pixel pertencer a uma classe depende da posição do pixel em relação a distribuição. L rejeição PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Classificação MAXVER região onde as duas curvas sobrepõem-se um determinado pixel tem igual probabilidade de pertencer às duas classes limiar de aceitação : indica a % de pixels da distribuição de probabilidade de uma classe que será classificada como pertencente a esta classe Um limite de 99 % 1% serão ignorados (os de menor probabilidade) PDI - Segmentação e Classificação
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PDI - Segmentação e Classificação
Classificação MAXVER Uma matriz de classificação ideal valores da diagonal principal próximos a 100%. não houve confusão entre as classes Para diminuir a confusão entre as classes análise das amostras PDI - Segmentação e Classificação
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Classificação: pixel x região
PDI - Segmentação e Classificação
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Matriz de classificação
N Desempenho médio: 89.37 Abstenção média: Confusão média: classe 1: floresta classe 2: cerrado classe 3: rio classe 4: desmatam. N: não classificados PDI - Segmentação e Classificação
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Análise de Amostras (Floresta)
Classes Floresta Cerrado Rio Desmatamento amostra 1: floresta (90%) 5% como cerrado (5%) e rio (5%) amostra confiável. amostra 2: confusão entre floresta e cerrado deve ser eliminada PDI - Segmentação e Classificação
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Avaliação da Classificação (índice Kappa)
r : número de linhas ou colunas da matriz de confusão : número de observações dos elementos da diagonal da matriz : soma dos valores da linha i : soma dos valores da coluna i N : número total de observações PDI - Segmentação e Classificação
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Índice Kappa (conceito)
Coeficiente Kappa e o correspondente conceito do desempenho da classificação PDI - Segmentação e Classificação
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