Anna Fabijańska. Algorytmy segmentacji w systemach analizy ilościowej obrazów

Podobne dokumenty
Segmentacja obrazów cyfrowych z zastosowaniem teorii grafów - wstęp. autor: Łukasz Chlebda

Przetwarzanie obrazu

Spośród licznych filtrów nieliniowych najlepszymi właściwościami odznacza się filtr medianowy prosty i skuteczny.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

rozpoznawania odcisków palców

Automatyka i Robotyka II stopień ogólno akademicki

mgr inż. Stefana Korolczuka

Przetwarzanie obrazów wykład 2

Cyfrowe przetwarzanie obrazów i sygnałów Wykład 8 AiR III

Laboratorium. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Ćwiczenie 9. Przetwarzanie sygnałów wizyjnych. Politechnika Świętokrzyska.

Michał Strzelecki Metody przetwarzania i analizy obrazów biomedycznych (1)

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

AUTOMATYCZNE ROZPOZNAWANIE PUNKTÓW KONTROLNYCH GŁOWY SŁUŻĄCYCH DO 3D MODELOWANIA JEJ ANATOMII I DYNAMIKI

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

zna wybrane modele kolorów i metody transformacji między nimi zna podstawowe techniki filtracji liniowej, nieliniowej dla obrazów cyfrowych

Relacja: III Seminarium Naukowe "Inżynierskie zastosowania technologii informatycznych"

Techniki uczenia maszynowego nazwa przedmiotu SYLABUS

WSPÓŁCZYNNIK GOTOWOŚCI SYSTEMU LOKOMOTYW SPALINOWYCH SERII SM48

PROGRAM NAUCZANIA PRZEDMIOTU FAKULTATYWNEGO NA WYDZIALE LEKARSKIM I ROK AKADEMICKI 2014/2015 PRZEWODNIK DYDAKTYCZNY

Porównanie generatorów liczb losowych wykorzystywanych w arkuszach kalkulacyjnych

Analiza obrazów. Segmentacja i indeksacja obiektów

Operator rozciągania. Obliczyć obraz q i jego histogram dla p 1 =4, p 2 =8; Operator redukcji poziomów szarości

Rozpoznawanie Twarzy i Systemy Biometryczne

Wizja maszynowa w robotyce i automatyzacji Kod przedmiotu

Diagnostyka obrazowa

POPRAWIANIE JAKOŚCI OBRAZU W DZIEDZINIE PRZESTRZENNEJ (spatial image enhancement)

WYKŁAD 7. Obraz z wykrytymi krawędziami: gdzie 1 - wartość konturu, 0 - wartość tła.

Zakres rozmów kwalifikacyjnych obowiązujących kandydatów na studia drugiego stopnia w roku akademickim 2019/2020

Praca doktorska. Nowa metoda rekonstrukcji obrazów dla potrzeb pojemnościowej tomografii procesowej

BIBLIOTEKA PROGRAMU R - BIOPS. Narzędzia Informatyczne w Badaniach Naukowych Katarzyna Bernat

AUTOMATYCZNA AKTUALIZACJA BAZY DANYCH O BUDYNKACH W OPARCIU O WYSOKOROZDZIELCZĄ ORTOFOTOMAPĘ SATELITARNĄ

Implementacja filtru Canny ego

KARTA PRZEDMIOTU. W5/1;W16/1 W5 Zna podstawowe metody przetwarzania wstępnego EP WM K_W9/3; obrazów barwnych.

Tabela odniesień efektów kierunkowych do efektów obszarowych (tabele odniesień efektów kształcenia)

Zadania badawcze prowadzone przez Zakład Technik Programowania:

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Odciski palców ekstrakcja cech

Elektronika i Telekomunikacja I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Proste metody przetwarzania obrazu

PROGRAM KSZTAŁCENIA NA STUDIACH III STOPNIA Informatyka (nazwa kierunku)

Lingwistyczny system definicyjny wykorzystujący korpusy tekstów oraz zasoby internetowe.

Grafika Komputerowa Wykład 2. Przetwarzanie obrazów. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/38

Parametryzacja obrazu na potrzeby algorytmów decyzyjnych

Kalibracja kamery. Kalibracja kamery

Technologia tworzenia. metody i parametry obliczeń. Dr inż. Artur KUBOSZEK INSTYTUT INŻYNIERII PRODUKCJI

dr inż. Tomasz Krzeszowski

Wyższa Szkoła Informatyki Stosowanej i Zarządzania

Podsumowanie wyników ankiety

Politechnika Świętokrzyska. Laboratorium. Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Ćwiczenie 8. Filtracja uśredniająca i statystyczna.

Operacje przetwarzania obrazów monochromatycznych

Laboratorium Cyfrowego Przetwarzania Obrazów

Wykrywanie sygnałów DTMF za pomocą mikrokontrolera ATmega 328 z wykorzystaniem algorytmu Goertzela

ZASADY DYPLOMOWANIA na Wydziale Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Politechniki Łódzkiej. 1. Wymagania stawiane pracom dyplomowym

KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE ZARZĄDZANIA PROJEKTAMI W PRZEDSIĘBIORSTWIE

Formaty graficzne HDR

Metody komputerowego przekształcania obrazów

Przetwarzanie energii elektrycznej w fotowoltaice lato 2015/16. dr inż. Łukasz Starzak

ZARZĄDZENIE REKTORA ZACHODNIOPOMORSKIEJ SZKOŁY BIZNESU W SZCZECINIE 4/ kwietnia 2013 r.

Komputerowe obrazowanie medyczne

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Opis efektu kształcenia dla programu kształcenia

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

WYDZIAŁ TRANSPORTU I INFORMATYKI TRANSPORT II STOPIEŃ OGÓLNOAKADEMICKI

WYDZIAŁ FIZYKI I INFORMATYKI STOSOWANEJ

Metody wyszukiwania włókien Omówione zostaną dwie wybrane metody wyszukiwania na obrazie rozmieszczonych losowo kształtów okrągłych.

E-I2G-2008-s1. Informatyka II stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Rozpoznawanie obrazów dłoni za pomocą gramatyk klasy ETPL(k) w systemach wizyjnych analizy języka migowego.

Elektrofizjologiczne podstawy lokalizacji ogniska padaczkowego. Piotr Walerjan

Zakładane efekty kształcenia dla kierunku Wydział Telekomunikacji, Informatyki i Elektrotechniki

Elektrofizjologiczne podstawy lokalizacji ogniska padaczkowego. Piotr Walerjan PWSIM MEDISOFT

Algorytmy Laplacian of Gaussian i Canny ego detekcji krawędzi w procesie analizy satelitarnych obrazów procesów atmosferycznych.

POB Odpowiedzi na pytania

Efekty kształcenia dla kierunku studiów INFORMATYKA, Absolwent studiów I stopnia kierunku Informatyka WIEDZA

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW. TRANSPORT studia stacjonarne i niestacjonarne

Przetwarzanie obrazu

Psychofizyka. Klasyfikacja eksperymentów psychofizycznych

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Teraz bajty. Informatyka dla szkół ponadpodstawowych. Zakres rozszerzony. Część 1.

WYKŁAD 3. Przykłady zmian w obrazie po zastosowaniu Uniwersalnego Operatora Punktowego

Przetwarzanie obrazów wykład 4

X Seminarium Naukowe Tomografia procesowa aplikacje, systemy pomiarowe i algorytmy numeryczne

KARTA PRZEDMIOTU. Podstawy elektroniki i miernictwa, kod: B4. Stacjonarne - wykład 15 h, ćw. audytoryjne 15 h, ćw. laboratoryjne 15 h

WYDZIAŁ TRANSPORTU I INFORMATYKI TRANSPORT II STOPIEŃ OGÓLNOAKADEMICKI

Analiza obrazów - sprawozdanie nr 2

Cyfrowe przetwarzanie obrazów. Dr inż. Michał Kruk

ZMODYFIKOWANY Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

Informacja w perspektywie obliczeniowej. Informacje, liczby i obliczenia

Samochodowy system detekcji i rozpoznawania znaków drogowych. Sensory w budowie maszyn i pojazdów Maciej Śmigielski

Przetwarzanie obrazów. Grupy metod przetwarzania obrazu. Przetwarzanie jednopunktowe. Przetwarzanie jednopunktowe. Przetwarzanie jednopunktowe

technologii informacyjnych kształtowanie , procesów informacyjnych kreowanie metod dostosowania odpowiednich do tego celu środków technicznych.

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

INSTYTUT INFORMATYKI STOSOWANEJ

Segmentacja przez detekcje brzegów

Detekcja punktów zainteresowania

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PROGRAM STUDIÓW. Egzamin, kolokwium, projekt, aktywność na zajęciach.

Limity przyjęć na I rok studiów pierwszego i drugiego stopnia rozpoczynających się w semestrze zimowym roku akademickiego 2019/2020

Transkrypt:

POLITECHNIKA ŁÓDZKA Wydział Elektrotechniki Elektroniki Informatyki i Automatyki Katedra Informatyki Stosowanej Anna Fabijańska Nr albumu: 109647 Streszczenie pracy magisterskiej nt.: Algorytmy segmentacji w systemach analizy ilościowej obrazów Promotor: dr inŝ. Krzysztof Strzecha Styczeń 2006 Łódź

Głównym celem pracy magisterskiej n. t.: Algorytmy segmentacji w systemach analizy ilościowej obrazów było zaproponowanie uniwersalnego i dokładnego algorytmu segmentacji z przeznaczeniem do wykorzystania w odniesieniu do obrazów pozyskanych z systemu wizyjnego stanowiska pomiarowego THERMO-WET do wysokotemperaturowych pomiarów napięcia powierzchniowego i kąta zwilŝania metali opracowanego w Katedrze Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej. Pracę podzielono na dwie zasadnicze części: teoretyczną i praktyczną. W części teoretycznej przedstawiono pojęcia i stan wiedzy dotyczący teorii przetwarzania i analizy obrazów w zakresie niezbędnym do pełnego zrozumienia zagadnień rozpatrywanych w części praktycznej. Rozkład części teoretycznej kształtuje się następująco: Rozdział 1 Wyjaśnia proces pozyskiwania obrazów cyfrowych, charakteryzuje podstawowe jego etapy, jak równieŝ krótko opisuje budowę i zasadę działania urządzeń z nim związanych. Rozdział 2 Dotyczy wiedzy na temat obrazu cyfrowego. Wyjaśniono tutaj pojęcie obrazu cyfrowego i sposób jego powstawania, jak równieŝ przedstawiono metody kodowania obrazów cyfrowych. Rozdział 3 Przedstawia metody opisywania obrazów cyfrowych. Zdefiniowano tutaj podstawowe statystyczne wielkości słuŝące do opisu obrazów, szczególną uwagę zwracając na histogram. Rozdział 4 Stanowi wprowadzenie do przetwarzania i analizy obrazów, jak równieŝ wymienia główne dziedziny ich zastosowań. 2

Rozdział 5 Jest omówieniem podstawowych operacji na obrazach, wykorzystywanych w róŝnych etapach procesu ich przetwarzania. Wyjaśnia działanie operacji punktowych oraz opisuje podstawy liniowej filtracji przestrzennej obrazów. Rozdział 6 Definiuje pojęcie segmentacji obrazów, wprowadza podstawowe pojęcia z nią związane jak równieŝ opisuje wybrane grupy algorytmów stosowanych do segmentacji obrazów. Natomiast część praktyczna rozpoczynająca się od opisu zastosowań i budowy stanowiska badawczego, na którym dokonywano pomiarów, w przewaŝającej części stanowi szczegółową prezentację i analizę algorytmów opracowanych w ramach przedmiotowej pracy. W trakcie badań przeprowadzonych podczas realizacji części praktycznej, przeanalizowano podstawowe grupy metod segmentacji oraz ich przydatność w przypadku klasy obrazów poddawanych analizie w ramach badań związanych z pracą. W wyniku wspomnianych analiz, szczególną uwagę zdecydowano się poświęcić róŝnym wariantom segmentacji poprzez progowanie oraz poprzez detekcję krawędzi, jako metodom najlepiej nadającym się do szybkiej segmentacji obrazów zawierających jasne obiekty o regularnych kształtach znajdujące się na kontrastowym tle. Wynikiem praktycznego etapu pracy jest zaproponowanie (opracowanie) następujących metod segmentacji obrazów pozyskanych z systemu wizyjnego stanowiska pomiarowego THERMO-WET : globalne progowanie obrazu przy wartości progowej równej jasności najczęściej występującej w obrazie; globalne progowanie obrazu z rekurencyjnym doborem progu; segmentacja poprzez progowanie globalne z rekurencyjnym doborem progu, poprzedzona korekcją gamma; 3

progowanie wielkościami statystycznymi z lokalnym doborem wartości progowej; progowanie lokalnego wielkościami statystycznymi poprzedzone procedurą wyrównywania jasności tła; progowanie lokalnego z rekurencyjnym doborem progu; lokalne i globalne progowania z uŝyciem wartości progowej będącej kombinacją liniową jasności średniej i kontrastu; progowanie wielopoziomowe wykorzystujące konwersję obrazu do czterech odcieni szarości; segmentacja poprzez połączenie gradientowych operatorów wykrywających krawędzie z progowaniem lokalnym; segmentacja z zastosowaniem operacji jednopunktowych. PowyŜsze metody segmentacji większości dały bardzo dobre efekty, gdyŝ obrazy uzyskane w wyniku segmentacji zawierają obiekty o ostrych, wyraźnych krawędziach, pozbawionych artefaktów. Oddają one w stopniu wystarczającym (dla celów dalszej analizy ilościowej) geometrię obiektów znajdujących się w obrazach oryginalnych. Szczególną uwagę naleŝy zwrócić na algorytmy globalnego i lokalnego progowania z rekurencyjnym doborem progu charakteryzujące się dokładnością i bardzo duŝą uniwersalnością. Z uwagi na wysoką dokładność i bardzo niską złoŝoność obliczeniową naleŝy równieŝ podkreślić potencjalne znaczenie algorytmu progowania wielopoziomowego poprzez konwersję obrazu do czterech odcieni szarości w systemie wizyjnym stanowiska pomiarowego z którego pochodziły analizowane w ramach pracy obrazy. KaŜda z wspomnianych wyŝej modyfikacji znanych algorytmów segmentacji została dokładnie przetestowana a wyniki analizy i testów, poparte bogatym zestawem 4

obrazów przedstawiających sceny przed i po segmentacji, przedstawiono w jedenastu rozdziałach części praktycznej pracy magisterskiej. Zgodnie z drugim nadrzędnym celem postawionym autorowi, kaŝda z zaproponowanych metod segmentacji została zaimplementowana, z wykorzystaniem języka C++, stając się tym samym elementem funkcjonalnym aplikacji przeznaczonej do pracy pod kontrolą systemu operacyjnego Windows. Kody źródłowe wraz ze stosownymi komentarzami zamieszczone zostały na płycie CD-ROM, stanowiącej załącznik do niniejszej pracy. W ostatnim etapie badań przeprowadzono weryfikację otrzymanych wyników. Wykazała ona ich poprawność a w związku z tym, równieŝ przydatność opracowanych algorytmów w systemie wizyjnym stanowiska badawczego, na którym przeprowadzono badania. Wychodząc ponad zakres wymagań pracy zaproponowano, równieŝ własne metody weryfikacji wyników, w oparciu o podstawowe prawa optyki oraz z wykorzystaniem algorytmów analizy obrazów. Przedstawione metody weryfikacji mogą być z powodzeniem stosowanie dla róŝnych klas obrazów. Bardzo istotnym następstwem pracy są równieŝ trzy artykuły o tematyce związanej z przetwarzaniem i analizą obrazów cyfrowych: Segmentation algorithms for industrial image quantitative analysis systems zgłoszony na międzynarodową konferencję: XVIII IMEKO WORLD CONGRESS Metrology for a Sustainable Development September, 17 22, 2006, Rio de Janeiro, Brazil; Factors restricting accuracy of CCD camera images founded high temperature measurements zgłoszony na międzynarodową konferencję: 9 th International Conference Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science TCSET 2006 February 28 March 4, 2006, Lviv-Slavsko, Ukraine; Application for image understanding in industrial systems zgłoszony do wydania specjalnego kwartalnika Machine Graphics & Vision. 5

Pomimo bardzo szerokiego zakresu rozpatrzonych zagadnień, z uwagi na ograniczony charakter przedmiotowej pracy, niemoŝliwe było przeprowadzenie w jej ramach analizy wszystkich znanych metod segmentacji. Jedynie tematykę związaną z modyfikacjami algorytmu progowania moŝna uznać, z punktu widzenia niniejszej pracy, za wyczerpaną. Mając na uwadze uniwersalizm i dobrą jakość segmentacji przeprowadzonej z uŝyciem algorytmów wykrywania krawędzi, według autora, przyszłe działania powinny zmierzać ku detekcji krawędzi z uŝyciem aktywnych konturów, poddając się tym samym trendom panującym ostatnio w dziedzinie przetwarzania obrazów. 6