close

Enter

Log in using OpenID

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

embedDownload
İkili (Binary) Görüntü Analizi





Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
İkili görüntü analizine giriş
Eşikleme (Thresholding)
Matematiksel morfoloji
Piksel ve komşulukları (neighborhoods)
Bağlantılı bileşenler analizi (Connected
components analysis)
1 Aralık 2014 Pazartesi
1
İkili Görüntü Analizi

Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
İkili görüntü analizi, bu görüntüler üzerinde
uygulanmak üzere bir çok operasyonu içerir. Bu
görüntüler genelde 0 ve 1 değerleri ile ifade edilir.


0 arka planı (background),
1 ise objeleri (foreground) gösterir.
00010010001000
00011110001000
00010010001000
1 Aralık 2014 Pazartesi
2
Uygulama alanları

Doküman analizi

Endüstri

Medikal görüntüleme
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
3
Operasyonlar
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ

Objeleri arka plandan ve birbirinden ayırma.

Her objeye ilişkin pikselleri bir araya toplama.

Her bir objeye ilişkin özellikleri tespit ve
hesaplama.
1 Aralık 2014 Pazartesi
4
Örnek: Kan hücre görüntüsü
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ






1 Aralık 2014 Pazartesi
Birçok kan hücresi ayrık
objelerdir.
Birçoğu da birbirine
değmektedir. İstenmeyen
bir durum…
Tuz biber (salt and
pepper) gürültüsü…
Bu görüntü nasıl
kullanabilir duruma
getirilir?
63 ayrık obje…
Tek bir hücre yaklaşık 50
piksellik alana sahip…
5
Eşikleme


Binary görüntüler gri düzeyli görüntülerin
eşiklenmesi sonucu elde edilebilir.
Eşikleme ile ilgili kabuller:


İlgilenilen obje bölgesi arka plandan farklı bir yoğunluk
dağılımına sahiptir.
Objeye ilişkin pikseller muhtemelen ayrık bir değerdedir:




Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
intensity > a
intensity < b
a < intensity < b
Özellikle düzgün ve objelerin rahatça ayrılabildiği
görüntülerde iyi çalışırken, doğal görüntülerde
sağlıklı sonuçlar elde edilemeyebilir.
1 Aralık 2014 Pazartesi
6
Histogram ile eşikleme
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Yandaki görüntüde:




Arka plan siyah.
Sağlıklı kiraz parlak.
Çürük kısım kısmen
siyah.
Histogram kiraza ait iki
bölgeyi gösterirken,
arka planı yok eder.
1 Aralık 2014 Pazartesi
7
Otomatik eşikleme

Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Görüntüyü 2 farklı bölgeye ayırabilmek için
histogramı nasıl kullanabiliriz?
Burada kaç eşikleme değeri var? 2? 3?
1 Aralık 2014 Pazartesi
8
Otomatik eşikleme: Otsu metodu
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ



Kabul: histogram iki modlu.
Metot: grup varyansları minimum yapan t eşik
değeri bulunması ve gri değer bölgesinin
ayrılması.
En ideal t değeri ardışık
Group 1
Group 2
araştırma ile belirlenir.
t

Eğer gri değerler görüntüdeki objeler için ayrık bir
yapıda ise, otomatik eşikleme kullanılabilir.
1 Aralık 2014 Pazartesi
9
Otomatik eşikleme
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Kanser hücre görüntüsü: RGB görüntü (sol) ve gri düzeyli
görüntü (sağ).
1 Aralık 2014 Pazartesi
10
Otomatik eşikleme
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Histogram (sol-üst), eşikleme grafiği
(sol-alt), sonuç görüntü (sağ).
1 Aralık 2014 Pazartesi
11
Matmatiksel Morfoloji




Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Morfoloji, görüntü biçimi ve yapısı olarak tarif
edilebilir (form and structure).
Bilgisayarda görmede, morfoloji herhangi bölgenin
şekli ile ifade edilir (the shape of a region).
Matematiksel morfoloji, görüntü üzerinde objeleri
gösteren küme teorisine dayanır.
Görüntü işlemede morfoloji, ikili görüntüler
üzerinde 2B sayı kümelerinin tespitidir.
1 Aralık 2014 Pazartesi
12
Matmatiksel Morfoloji

Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Matematiksel morfoloji iki temel operasyonu içerir:


dilation
erosion
ayrıca birkaç komposit ilişkiyi içerir:




opening
closing
conditional dilation
…
1 Aralık 2014 Pazartesi
13
Dilation (genleşme/genişleme)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ


Dilation, binary görüntü üzerinde 1 değerli
kümeleri genişletir.
Dilation;

detayları büyütme,
boşlukları doldurma,
amacıyla kullanılır.

1 Aralık 2014 Pazartesi
14
Erosion (erozyon/azalma)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ


Erosion, görüntü üzerinde 1 değerli kümeleri
küçültür.
Erosion;


detayları küçültme/azaltma
ve küçük bağlantı, parça ve dal niteliğinde yapıları
silmek için kullanılır.
1 Aralık 2014 Pazartesi
15
Küme Teorisi Temel Kavramlar
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 Aralık 2014 Pazartesi
16
Küme Teorisi Temel Kavramlar
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 Aralık 2014 Pazartesi
17
Yapısal elemanlar (Structuring elements)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ




Yapısal elemanlar morfolojik operasyonlarda şekil
maskesi olarak kullanılan küçük binary
görüntülerdir.
Farklı şekil ve boyutlarda olabilirler.
Yapısal elemanın bir pikseli, onun merkezini ifade
eder.
Orijindeki piksel daima merkez piksel olarak ele
alınır.
1 Aralık 2014 Pazartesi
18
Yapısal elemanlar (Structuring elements)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 Aralık 2014 Pazartesi
19
Dilation
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
20
Dilation
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
Binary image A
1 Aralık 2014 Pazartesi
0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1
1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 0 0 0
1 1 1
Structuring element B
Dilation result
(1st definition)
21
Dilation
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1
1 1 1 1 1 1 1
Binary image A
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1 1
Structuring element B
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dilation result
(2nd definition)
22
Dilation
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Structuring
Element
Pablo Picasso, Pass with the Cape, 1960
1 Aralık 2014 Pazartesi
23
Dilation
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
24
Erosion
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
25
Erosion
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1
1
1
1 1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 1 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1
Binary image A
Erosion result
1 1 1
(1st definition)
Structuring element B
1 Aralık 2014 Pazartesi
26
Erosion
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1
Binary image A
1 1
1 1
1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
Structuring element B
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Erosion result
(2nd definition)
27
Erosion
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Structuring
Element
Pablo Picasso, Pass with the Cape, 1960
1 Aralık 2014 Pazartesi
28
Erosion
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
29
Opening (açma)
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
30
Opening
1 1 1 1
1
1
1 1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Binary image A
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
Opening result
Structuring element B
1 Aralık 2014 Pazartesi
31
Opening
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Structuring
Element
Pablo Picasso, Pass with the Cape, 1960
1 Aralık 2014 Pazartesi
32
Closing
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
33
Closing
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1
1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
Binary image A
1 1 1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1 1
1 1
Closing result
Structuring element B
1 Aralık 2014 Pazartesi
34
Örnek 1
Original image
1 Aralık 2014 Pazartesi
Eroded once
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Eroded twice
35
Örnek 2
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Original
image
Opened
twice
Original
image
Closed
once
36
Örnek 3
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
37
Sınır çıkarma (boundary extraction)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 Aralık 2014 Pazartesi
38
Bölge doldurma (region filling)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
1 Aralık 2014 Pazartesi
39
Region filling
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
40
Region filling
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
41
Thinning (inceltme)
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
42
Thinning
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
43
Thickening (kalınlaştırma)
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
44
Thickening
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
45
Morfolojik operasyonlara örnekler: 1
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Detecting runways in satellite airport imagery
1 Aralık 2014 Pazartesi
46
Örnek 2
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Segmenting letters, words and paragraphs
1 Aralık 2014 Pazartesi
47
Örnek 3
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Extracting the lateral ventricle from an MRI image of the brain
1 Aralık 2014 Pazartesi
48
Örnek 4
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Detecting defects in a microelectronic circuit
1 Aralık 2014 Pazartesi
49
Örnek 5
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Decomposing a printed circuit board in its main parts
1 Aralık 2014 Pazartesi
50
Örnek 6
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Grading potato quality by shape and skin spots
1 Aralık 2014 Pazartesi
51
Örnek 7
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Classifying two dimensional pieces
1 Aralık 2014 Pazartesi
52
Örnek 8
Traffic scene
Temporal average
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Average of
differences
Lane detection example
1 Aralık 2014 Pazartesi
53
Örnek 9
Threshold and
dilation to detect
lane markers
1 Aralık 2014 Pazartesi
White line detection
(top hat)
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Detected lanes
Lane detection example
54
Piksel ve komşulukları


Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Bir çok uygulamada, bir pikselin sadece kendi
değeri değil aynı zamanda komşu piksellerin
değerleri de dikkate alınır.
Piksel komşuluğu iki şekilde tanımlanır:
 4-neighbors
 8-neighbors
1 Aralık 2014 Pazartesi
55
Piksel ve komşulukları
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
56
Piksel ve komşulukları
city-block mesafe
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
chessboard mesafe
57
Bağlantılı bileşenler analizi


Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Görüntü işlemede binary görüntü kullanılıyorsa,
piksellerin bağlantıları tanımlanmalı ve analiz
edilmelidir.
Connected components analizi görüntü üzerinde
uygulandığında, her bir obje ayrık biçimde
etiketlenmiş olur.
Original image
1 Aralık 2014 Pazartesi
Thresholded image
After morphology
Connected components
58
Bağlantılı bileşenler analizi

Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
Kullanılan metotlar (piksel komşuluğuna göre
çalışırlar):



Recursive tracking (almost never used)
Parallel growing (needs parallel hardware)
Row-by-row (most common)


Classical algorithm
Run-length algorithm
1 Aralık 2014 Pazartesi
59
Bağlantılı bileşenler analizi
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
60
Bağlantılı bileşenler analizi
1 Aralık 2014 Pazartesi
Dijital Görüntü İşleme
Fevzi Karslı, KTÜ
61
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
2
File Size
1 729 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content