Klasyfikacja konturów w znaczników w z wykorzystaniem miary zmienności na obrazie z sonaru sektorowego Mariusz Borawski, Anna Łatuszyńska Wydział Informatyki Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny
Powstawanie obrazu z sonaru sektorowego
Tworzenie mozaiki dla obrazu z sonaru sektorowego Kongsberg Mesotech Ltd
Problem z określeniem pozycji sonaru GPS Ruch statku na kotwicy podczas opadania sonaru Przemieszczanie się sonaru podczas opadania Sonar Kotwica
Tworzenie mozaiki z wykorzystaniem punktów w charakterystycznych Kongsberg Mesotech Ltd Wymaga oznaczenia na każdym obrazie punktów charakterystycznych Oznaczenie punktów charakterystycznych na niektórych obrazach jest trudne Automatyczne oznaczenie punktów charakterystycznych jest zadaniem bardzo trudnym
Wykorzystanie znaczników Kongsberg Mesotech Ltd
Znaczniki
Znaczniki
Znaczniki
Rozpoznawanie znaczników wyznaczanie współrz rzędnych wierzchołków obraz sonarowy Filtracja obraz skorygowany Mozaikowanie wstępne mozaika Wstępna lokalizacja obraz ze znalezionym obiektem Wektoryzacja Wyznaczenie wierzchołków współrzędne konturu obiektu w układzie kartezjańskim współrzędne wierzchołków
Rozpoznawanie znaczników współrzędne wierzchołków I wariant Wyznaczenie punktów bliskich wierzchołkom II wariant średnie i odchylenia standardowe wierzchołków średnie i odchylenia standardowe cech obiektu odpowiedź czy dany obiekt jest markerem, czy nie Wyznaczenie cech Klasyfikacja Wyznaczenie cech Klasyfikacja średnie i odchylenia standardowe cech obiektu odpowiedź czy dany obiekt jest markerem, czy nie
y' Wyznaczanie współrz rzędnych wierzchołków φ Znalezienie lokalnych maksimów 26 24 ρ P φ x' 0 20 40 60 80 100 120 punkt konturu Przejście do układu biegunowego 25 20 Wyznaczone wierzchołki 15 10 5 0 3 2 1 0 1 2 φ
Wyznaczenie cech Stosunki długości boków Kąty przy wierzchołkach Stosunki pól trójkąta rzeczywistych i teoretycznych Wartości każdej z cech zestandaryzowano. Dla każdego obiektu wyznaczono wartość średnią i wariancję każdej z cech.
Klasyfikacja Środek klasy wyznaczono jako średnia arytmetyczną współrzędnych wybranych obiektów wzorcowych w przestrzeni cech Granicę klasy określono jako hiperelipsoidę o promieniach równych dwom odchyleniom standardowym rozproszenia cech obiektów wzorcowych
Klasyfikacja Wyznacza się punkt przecięcia prostej przechodzącej przez środek hiperelipsy z punktem reprezentującym badany obiekt. Przynależność do klasy określa się na podstawie porównania odległości punktu reprezentującego obiekt od środka hiperelipsy i punktu przecięcia od środka hiperelipsy. σ 1 ( ) x 1,x 2 ( ) p 1,p 2 ( p, sr p ) 1 sr 2 σ 2
Klasyfikacja Dodatkowo sprawdza się czy punkt przecięcia nie leży wewnątrz hiperelipsy wyznaczonej przez odchylenie standardowe cech każdego obiektu. W takim przypadku określa się klasyfikację jako niepewną. 1.15 1.1 1.05 ( ) p 1,p 2 Stosunek pól 1 0.95 σ 1 ( ) x 1,x 2 0.9 0.85 1.15 1.1 1.05 1 0.95 Stosunek kątów 0.9 0.8 1 1.2 Stosunek boków ( p, sr p ) 1 sr 2 σ 2
Wyniki rozpoznawania Obiekt rozpoznany Obiekt nierozpoznany Obiekt nierozpoznany (wątpliwy)
Podsumowanie Tworzenie mozaiki dla obrazu z sonaru sektorowego wymaga znaczników dających wyraźny cień akustyczny Zniekształcenia na obrazie sonarowym wymagają aby wprowadzić stopniowanie rozpoznania ze względu na jego pewność Odchylenie standardowe jest miarą zmienności mogącą wspomóc klasyfikację, a także umożliwiającą określanie jej pewności