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
© Copyright 2024 Paperzz
