Моделирование рассуждений при поиске и описании объектов на космоснимках

Автор: Касимов Денис Рашидович

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов

Статья в выпуске: 5 т.44, 2020 года.

Бесплатный доступ

В статье представлен подход к проблеме контекстного поиска и описания объектов на растровых космоснимках, заключающийся в моделировании рассуждений на основе структурированных прецедентов. В результате обработки изображения строится граф смежности цветовых областей. Объект характеризуется цветом, атрибутами формы отрезков границы и формы объекта в целом. Структурированный прецедент представляется в виде лучевого графа, дуги которого упорядочены в соответствии с положительным обходом границ областей. С помощью алгоритма сопоставления графов в анализируемом изображении выявляются вхождения прецедентов из базы данных системы. При обнаружении вхождения применяется правило прецедентного вывода. Степень принадлежности объекта некоторому классу зависит не только от свойств самого объекта, но и от достоверности окружающих его объектов. Стратегия контекстного поиска содержит этапы рекурсии и итерации. В отличие от нейросетевых технологий, предложенный подход позволяет не только классифицировать изображенные объекты, но и получать их структурированные описания. Кроме того, выдаваемое системой классификационное решение имеет аргументированное обоснование. Результаты эксперимента показывают, что рассуждения на основе структурированных прецедентов позволяют уточнять результаты классификации и повышать достоверность распознавания объектов на космоснимках.

Еще

Компьютерное зрение, цифровая обработка изображений, распознавание образов, структурный анализ, сегментация, аппроксимация, граф смежности, лучевой граф, рассуждения по прецедентам

Короткий адрес: https://sciup.org/140250049

IDR: 140250049   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-716

Список литературы Моделирование рассуждений при поиске и описании объектов на космоснимках

  • Maggiori, E. Can semantic labeling methods generalize to any city? The Inria Aerial Image Labeling Benchmark / E. Maggiori, Y. Tarabalka, G. Charpiat, P. Alliez // IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS). - 2017. - P. 3226-3229.
  • Hamaguchi, R. Building detection from satellite imagery using ensemble of size-specific detectors / R. Hamaguchi, S. Hikosaka // The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) Workshops. - 2018. - P. 187-191.
  • Zhang, A. Building detection from satellite images on a global scale [Electronical Resource] / A. Zhang, X. Liu, A. Gros, T. Tiecke // 30th Conference on Neural Information Processing Systems (NIPS 2016). - 2017. - arXiv preprint. - URL: https://arxiv.org/abs/1707.08952 (request date 29.04.2020).
  • Badrinarayanan, V. SegNet: A deep convolutional encoder-decoder architecture for image segmentation / V. Badrinarayanan, A. Kendall // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. - 2017. - Vol. 39, Issue 12. - P. 2481-2495.
  • Filin, O. Road detection with EOSResUNet and post vectorizing algorithm / O. Filin, A. Zapara, S. Panchenko // The IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) Workshops. - 2018. - P. 211-215.
  • Hamid, R. Global-scale object detection using satellite imagery / R. Hamid, S. O'Hara, M. Tabb // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. - 2014. - Vol. XL-3. - P. 107-113.
  • Huang, X. A multidirectional and multiscale morphological index for automatic building extraction from multispectral GeoEye-1 imagery / X. Huang, L.P. Zhang // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. - 2011. - Vol. 77, Issue 7. - P. 721-732.
  • Zhang, Q. A morphological building detection framework for high-resolution optical imagery over urban areas / Q. Zhang, X. Huang, G.X. Zhang // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. - 2016. - Vol. 13. - P. 1388-1392.
  • You, Y. Building detection from VHR Remote Sensing imagery based on the morphological building index / Y. You, S. Wang, Y. Ma, G. Chen, B. Wang, M. Shen, W. Liu // Remote Sensing. - 2018. - Vol. 10, Issue 8. - 1288.
  • Gurevich, I.B. Descriptive Image Analysis: Genesis and Current Trends / I.B. Gurevich, V.V. Yashina // Pattern Recognition and Image Analysis. - 2017. - Vol. 27, Issue 4. - P. 653-674.
  • Asatryan, D.G. Gradient-based technique for image structural analysis and applications / D.G. Asatryan // Computer Optics. - 2019. - Vol. 43(2). - P. 245-250. -
  • DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-2-245-250
  • Краснобаев, Е.А. Сравнение бинарных дескрипторов особых точек изображений в условиях искажений / Е.А. Краснобаев, Д.В. Чистобаев, А.Л. Малышев // Компьютерная оптика. - 2019. - Т. 43, № 3. - С. 434-445. -
  • DOI: 10.18287/2412-6179-2019-43-3-434-445
  • Фу, К.С. Структурные методы в распознавании образов / К.С. Фу; пер. с англ. - М.: Мир, 1977. - 319 с.
  • Kasimov, D.R. Approximation of color images based on the clusterization of the color palette and smoothing boundaries by splines and arcs / D.R. Kasimov, A.V. Kuchuganov, V.N. Kuchuganov, P.P. Oskolkov // Programming and Computer Software. - 2018. - Vol. 44, Issue 5. - P. 295-302.
  • Zadeh, L.A. The concept of a linguistic variable and its application to approximate reasoning-I / L.A. Zadeh // Information Sciences. - 1975. - Vol. 8, Issue 3. - P. 199-249.
  • Kuchuganov, A.V. Recursions in image analysis problems / A.V. Kuchuganov // Pattern Recognition and Image Analysis. - Pleiades Publishing, Ltd., 2009. - Vol. 19(3). - P. 501-507.
  • Baader, F. Decidability and complexity of fuzzy description logics / F. Baader, S. Borgwardt, R. Peñaloza // Künstliche Intelligenz. - 2017. - Vol. 31(1). - P. 85-90.
  • Yan, J. A short survey of recent advances in graph matching / J. Yan, X.-C. Yin, W. Lin, C. Deng, H. Zha, X. Yang // Proceedings of the 2016 ACM on International Conference on Multimedia Retrieval. - 2016. - P. 167-174.
  • Rajput, M.K. A survey on subgraph matching algorithm for graph database / M.K. Rajput, S. Kamalapur // International Journal for Scientific Research & Development. - 2016. - Vol. 3, Issue 12. - P. 149-152.
  • Fernandez-Moral, E. A new metric for evaluating semantic segmentation: leveraging global and contour accuracy / E. Fernandez-Moral, R. Martins, D. Wolf, P. Rives // Workshop on Planning, Perception and Navigation for Intelligent Vehicles, PPNIV17. - 2018. - P. 1051-1056.
  • Blaschke, T. Geographic object-based image analysis - Towards a new paradigm / T. Blaschke, G.J. Hay, M. Kelly, S. Lang, P. Hofmann, E. Addink, R.Q. Feitosa, F. Meer, H. Werff, F. Coillie, D. Tiede // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. - 2014. - Vol. 87. - P. 180-191.
Еще
Статья научная