Разделы презентаций


МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ и АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Содержание

Что такое морфология? СПОСОБЫ - эвристики, экспериментыНАУКА

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ и АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Визильтер Юрий Валентинович
viz@gosniias.ru
ФГУП ГосНИИ
Авиационных систем

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ и АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ Визильтер Юрий Валентинович viz@gosniias.ruФГУП ГосНИИАвиационных систем

Слайд 2Что такое морфология?

СПОСОБЫ - эвристики, эксперименты
НАУКА


МЕТОДЫ - математические модели
- формализованные критерии
- решения, обладающие доказанными свойствами
- оптимальность
МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ - весь комплекс проблем, связанных с
получением пространственой инфорамции,
включая сенсоры, вычислители и алгоритмы
КОМПЬЮТЕРНОЕ ЗРЕНИЕ - математические и
алгоритмические аспекты машинного зрения
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ

ФОТОГРАММЕТРИЯ МОРФОЛОГИЯ
(геометрия простр.распред. данных) (модели данных и процедур)
Что такое морфология?              СПОСОБЫ

Слайд 3Что такое морфология?
Термин: Морфология – (1) «наука о форме»;
(2) методы

анализа изображений, основанные на содержательных яркостно-геометрических моделях и критериях.
Источники: Морфология

Серра, Морфология Пытьева.
Обобщение 1: Морфологический анализ – схема анализа данных, которая в качестве обязательного этапа предполагает обоснованное (в некотором смысле оптимальное) построение модельного описания гипотетического (скрытого) прообраза наблюдаемых данных (сегментация + реконструкция).
Обобщение 2: "Морфология" или "морфологическая система"- это такой формализм анализа данных (изображений), в котором любые образы (изображения) рассматриваются как элементы некоторого пространства (алгебры), любые задачи формулируются в терминах этого пространства, и операции осуществляются над элементами этого пространства (целыми изображениями), а не над отдельными пикселями.
Что такое морфология?Термин: Морфология – (1) «наука о форме»;(2) методы анализа изображений, основанные на содержательных яркостно-геометрических моделях

Слайд 4Формальная морфология



ϑ
Λ
M ⊆ ϑ
ε
δ

ϕεδ = δε
множество образов
множество описаний
модельное
множество
Морфологическая сегментация

ε: ϑ → Λ
Морфологическая реконструкция

δ: Λ → ϑ
Морфологический фильтр ϕεδ(E)=δ(ε(E)): ϑ→Λ→ϑ
Формальная морфологияϑΛM ⊆ ϑεδϕεδ = δεмножество образовмножество описаниймодельноемножество Морфологическая сегментация     ε: ϑ →

Слайд 5Сегментация + Реконструкция
множество образов
множество описаний










Искусственный
изоморфизм
Естественный
гомоморфизм
568=5×102+6×101+8×10

40=1×25+1×23


28=22 ×

71


f(x)


a4 x4+a3 x3+a2 x2+a1 x+a0
Естественный
изоморфизм
Позиционные системы счисления
Разложение на простые

множители

Аппроксимация полиномами

Сегментация + Реконструкциямножество образовмножество описанийИскусственныйизоморфизмЕстественныйгомоморфизм568=5×102+6×101+8×1040=1×25+1×2328=22 × 71f(x) a4 x4+a3 x3+a2 x2+a1 x+a0ЕстественныйизоморфизмПозиционные системы счисленияРазложение на простые множителиАппроксимация

Слайд 6Пример 1. Морфологический анализ Пытьева Сравнение по форме, выделение отличий





=

=
Алгоритм

сравнения изображений по форме:
Выделить связные области на изображении A.
Вычислить среднюю

яркость по областям A на B.
Сформировать C по форме A с яркостями из B.
Найти разность С и B.

A

B

B

C

форма A и С

форма

яркость

(реконструкция B)

Пример 1. Морфологический анализ Пытьева  Сравнение по форме, выделение отличий─=─=Алгоритм сравнения изображений по форме:Выделить связные области

Слайд 7
Морфологический анализ Пытьева








A1
A2
A3
A4
Индикаторная функция множества Ai
Значение яркости(интенсивности) пикселя с

координатами (x, y) (функция изображения)
с1,…, с4 – яркости областей A1,…,

A4 фона и граней куба

X

Модель изображения - кусочно-постоянная функция

X – поле зрения



Морфологический анализ Пытьева A1A2A3A4Индикаторная функция множества AiЗначение яркости(интенсивности) пикселя с координатами (x, y) (функция изображения)с1,…, с4 –

Слайд 8
Морфологический анализ Пытьева




Проекция изображения на форму
Изображение , определенное на

поле Х
Форма изображения V(f) в виде множества
- интеграл яркостей по

области Ai

Проекция вектора g на плоскость V(f)

Определение коэффициентов ci*

Дифференцируя по ci, получим решение задачи в виде

- площадь области Ai








Морфологический анализ Пытьева Проекция изображения на формуИзображение , определенное на поле ХФорма изображения V(f) в виде множества-

Слайд 9Морфологический анализ Пытьева




α = arccos ku, β = arccos

km
Нормированный
коэфициент корреляции
Морфологический
коэффициент корреляции:
0 ≤ km ≤ 1
Km не зависит от

Морфологический проектор преобразования яркости F(f(x,y)).

Сравнение форм:

Описание формы






>

Морфологический анализ Пытьева α = arccos ku, β = arccos kmНормированныйкоэфициент корреляцииМорфологическийкоэффициент корреляции:0 ≤ km ≤ 1

Слайд 10
Морфологический анализ Пытьева

Морфологический анализ Пытьева

Слайд 11Пример 2. Математическая морфология Серра Обработка с учетом формы, выделение

деталей




MIN
эрозия
MAX
дилатация
MIN
эрозия
MAX
дилатация
реконструкция A
A

Пример 2. Математическая морфология Серра  Обработка с учетом формы, выделение деталей MINэрозия MAXдилатацияMINэрозия MAXдилатацияреконструкция AA

Слайд 12Математическая морфология Серра




B

BT
T
Структурирующий элемент

Исходный образ


Трансляция












Opening (открытие)

Closing (закрытие)

XoB = ∪{Bz | Bz ⊆ X}

Математическая морфология Серра BBTTСтруктурирующий элемент         Исходный образ

Слайд 13Математическая морфология Серра




Трансляция A по z:
Az = {y| a∈A,

y=a=z}.
Сложение Минковского (дилатация):
A⊕B = {a=b| a∈A, b∈B} =
= U{Ba} =

U{Ab}
Вычитание Минковского (эрозия):
AB = {z| Bz ⊆ A} = U{Az}

Оператор, сохраняющий включение: X⊆Y ⇒ Ψ(X) ⊆ Ψ(Y)
Экстенсивный оператор: Ψ(X)⊇X Антиэкстенсивный оператор: Ψ(X)⊆X
Усиливающий оператор (Ψ(Ψ(X))⊇Ψ(X))
Ослабляющий оператор (Ψ(Ψ(X))⊆Ψ(X))

Проективный оператор (Ψ(Ψ(X))=Ψ(X))

Морфологическими фильтрами Серра
называется множество операторов, являющихся одновременно проективными и сохраняющими включение.

Открытие X по B:
XoB = (XB)⊕B = U{Bz| Bz ⊆ X}.

Закрытие X по B:
X∙B = (X⊕B)B

Математическая морфология Серра Трансляция A по z:Az = {y| a∈A, y=a=z}.Сложение Минковского (дилатация):A⊕B = {a=b| a∈A, b∈B}

Слайд 14

Математическая морфология Серра




ММ-операторы:
ММ-проекторы:
Эрозия (сжатие)
Дилатация (расширение)
ММ-открытие
ММ-закрытие
ММ-фильтрация
Учет формы путем выбора структурирующих элементов:





Математическая морфология СерраММ-операторы:ММ-проекторы:Эрозия (сжатие)Дилатация (расширение)ММ-открытиеММ-закрытиеММ-фильтрацияУчет формы путем выбора структурирующих элементов:

Слайд 15

Математическая морфология Серра







Математическая морфология Серра

Слайд 16Пример 3. Бинарная морфология на базе скелетов
A













Фигурой называется связная

замкнутая область плоскости, ограниченная конечным числом неперсекающихся жордановых кривых.
Пусть

P – евклидова плоскость, D(p,r) – открытый круг радиуса r с центром в точке p.
Пустым или вписанным кругом фигуры A называется круг D(p,r)⊆A. Максимальным пустым кругом называется пустой круг, который не содержится целиком ни в одном другом пустом круге данной фигуры. Скелетом S(A) фигуры A называется множество центров всех ее максимальных пустых кругов.
Радиальной или дистанционной функцией rA(p) точки p∈P для фигуры A называется максимальная величина радиуса пустого круга с центром в данной точке.


S(A)

Пример 3. Бинарная морфология на базе скелетовA Фигурой называется связная замкнутая область плоскости, ограниченная конечным числом неперсекающихся

Слайд 18ПРОЕКТИВНОСТЬ

ПРОЕКТИВНОСТЬ

Слайд 19Проекторы как распознающие операторы (М. Павель)
Структурный фильтр: процедура преобразования образа к

виду, соответствующему заданному классу структур.
Алгебраический проектор:
F(X)=F(F(X))
Геометрическая интерпретация:
Два способа описания класса:

Проектор

– оператор, ставящий в соответствие любому образу образ из модельного множества.

Модель (модельное множество) – множество стабильных элементов проектора.
Проекторы как распознающие операторы (М. Павель) Структурный фильтр: процедура преобразования образа к виду, соответствующему заданному классу структур.Алгебраический

Слайд 33Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
Сравнение по

форме: Проекция на отличающуюся форму:

Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции  Сравнение по форме: Проекция на отличающуюся форму:

Слайд 34Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
Форма двумерной функции











Вычисление интерполяционной

проекции изображения на собственную кусочно-линейную форму:
расположение значимых экстремумов;

соответствующая триангуляция;
кусочно-линейная интерполяционная проекция.
Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяцииФорма двумерной функцииВычисление интерполяционной проекции изображения на собственную кусочно-линейную форму: расположение

Слайд 35Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
Сравнение по форме двумерных

функций








Примеры вычисления интерполяционной проекции на кусочно-линейную форму:
форма, определяемая триангуляцией

по значимым экстремумам эталона;
эталонное изображение объекта и проекция эталона на форму;
тестовое изображение объекта и проекция тестового изображения на форму;
изображение другого объекта и проекция другого объекта на форму эталона.




Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяцииСравнение по форме двумерных функцийПримеры вычисления интерполяционной проекции на кусочно-линейную форму:

Слайд 36ПРОСТРАНСТВО РАЗЛОЖЕНИЙ

ПРОСТРАНСТВО РАЗЛОЖЕНИЙ

Слайд 37Проективные морфологические разложения
Проективные морфологические разложения






















Использование морфологических разложений образов в качестве

признаковых описаний этих образов является обоснованным.
Отсюда и все полезные

практические свойства таких разложений.

Проективные морфологические разложенияПроективные морфологические разложения  Использование морфологических разложений образов в качестве признаковых описаний этих образов является

Слайд 38Проективные морфологические разложения
Типы морфологических разложений
Условие разложимости:
∃ E⊆Ω: Pr(A,E) = Vk=1..n(Pr(A,Ek))

= Vk=1..n(r(A,Ek)∙Ek)




















Проективные морфологические разложенияТипы морфологических разложенийУсловие разложимости:∃ E⊆Ω: Pr(A,E) = Vk=1..n(Pr(A,Ek)) = Vk=1..n(r(A,Ek)∙Ek)

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика