
- •ФГУП ГосНИИ Авиационных систем
- •Что такое морфология?
- •Что такое морфология?
- •Пример 1. Морфологический анализ Пытьева
- •Морфологический анализ Пытьева
- •Морфологический анализ Пытьева
- •Морфологический анализ Пытьева
- •Морфологический анализ Пытьева
- •Пример 2. Математическая морфология Серра
- •Математическая морфология Серра
- •Математическая морфология Серра
- •Математическая морфология Серра
- •Математическая морфология Серра
- •Пример 3. Бинарная морфология на базе скелетов
- •Бинарная морфология на базе скелетов
- •ПРОЕКТИВНОСТЬ
- •Проекторы как распознающие операторы (М. Павель)
- •Сравнение форм по сложности (Пытьев)
- •Морфологический спектр (Maragos)
- •АЛГЕБРА ИЗОБРАЖЕНИЙ
- •Морфологические алгебры
- •Морфологические алгебры
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •Пример. Проективные морфологии на базе методов интерполяции
- •ПРОСТРАНСТВО РАЗЛОЖЕНИЙ
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •Проективные морфологические разложения
- •МОДУЛЬНОСТЬ (в поисках нетривиального описания)
- •Способ описания:
- •Модульные проективные морфологии
- •Монотонные проективные морфологии на базе преобразования Хафа и GHT
- •Морфологическая фильтрация на базе рекуррентного преобразования Хафа
- •МОДУЛЬНОСТЬ (комбинирование процедур)
- •Альтернативные модульные морфологии
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •Селективные
- •МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НА БАЗЕ КРИТЕРИЕВ
- •Критерии в классических морфологиях
- •Морфологический подход к анализу данных
- •Морфологический подход к анализу данных
- •Форма и семантический смысл критериев
- •Регуляризация
- •Регуляризация
- •Регуляризация
- •Регуляризация сегментация с потерями
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Морфологический спектр по параметру
- •Морфологический спектр по сложности
- •Критериальные проективные морфологии
- •Алгоритмические аспекты морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Критериальные проективные морфологии
- •Динамическое программирование: 2-D как 1-D
- •Динамическое программирование: 2-D как 1-D
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •Морфологическая фильтрация с использованием стековых представлений
- •НЕПРОЕКТИВНЫЕ МОРФОЛОГИИ
- •МОДЕЛЬНЫЙ ПОДХОД
- •Характерные элементы (черты), используемые в иерархических алгоритмах обнаружения
- •Свойства (атрибуты) характерных черт
- •Примеры атрибутов характерных черт
- •Критерии выбора ХЧ и их атрибутов для построения алгоритмов обнаружения
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Пример
- •Окончательная модель
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО ЭФФЕКТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СВИДЕТЕЛЬСТВ
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Морфологический анализ свидетельств
- •Пример. Метод обнаружения штриховых кодов и текстовых областей на изображениях
- •Пример. Метод обнаружения штриховых кодов и текстовых областей на изображениях
- •АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ КОНСТРУИРОВАНИЕ
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование алгоритмов обнаружения объектов
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование
- •Автоматизированное конструирование
- •РАЗНООБРАЗИЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
- •Какие бывают морфологии:
- •Типы описаний, используемых в анализе изображений
- •Типы описаний. Систематическая таблица морфологий
- •ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТАБЛИЦЫ
- •Морфологическое сравнение бинарных изображений на базе их скелетных представлений
- •Морфологическое сравнение бинарных изображений на базе их скелетных представлений
- •Морфологическое сравнение бинарных изображений на базе их скелетных представлений
- •Морфологическое сравнение бинарных изображений на базе их скелетных представлений
- •Морфологическое сравнение бинарных изображений на базе их скелетных представлений
- •Спасибо за внимание!
- •Основные идеи

Пример
автоматического обнаружения зданий с летательного аппарата
Фильтрация по размеру

Пример
автоматического обнаружения зданий с летательного аппарата
Поиск П-образности

Пример
автоматического обнаружения зданий с летательного аппарата
Окончательная 2D-моде

Пример
автоматического обнаружения зданий с летательного аппарата
Межкадровое
соответствие

Окончательная модель

Морфологический анализ свидетельств
Вероятностная интерпретация методов морфологического анализа изображений
Вероятностная модель формирования образа
P(M): [0,1],
Вероятностная модель регистрации изображения
P(L/M): M [0,1],
Вероятностная модель искажений
P(A/L): M [0,1]
Критерий максимальной вероятности
P(A,L)=P(A/L) P(L/M) P(M) max(L).
Оператор максимально вероятной реконструкции образа
: M, (A)=L: P(A,L) max(L).

Морфологический анализ свидетельств
Вероятностное обобщение понятия проективности
При вторичном применении оператора максимально вероятной реконструкции необходимо учитывать изменения в вероятностной модели, происходящие при переходе от реального образа к модельному:
P(L,L)=P(L/L) P(L/M) P(M) max(L), причем переход L L не вносит искажений.
Пусть - численный параметр мощности искажений. Тогда:A L, >0: P(A/L, )>P(A/L,0);
0 A L: P(A/L)>P(L/L) проективность может быть нарушена.
Параметрическая модель: P(A,L, )=P(A/L, ) P(L/M) P(M),
( ): M, (A, )=L: P(A,L, ) max(L). Требование детерминированной проективности
(A)= ( (A))
Требование вероятностной проективности
(A, )= ( (A, ),0)

Морфологический анализ свидетельств
Признаки как достаточные статистики. Независимые признаки
Набор признаков: f(A)=<f1(A),…,fn(A)> n,
Критерий максимальной вероятности: P(f,L)=P(f/A) P(A/L) P(L/M) P(M) max(L).
Вероятностная модель измерений:
P(f/L)=P(f/A) P(A/L), P(f,L)=P(f/L) P(L/M) P(M) max(L).
Оператор максимально вероятной реконструкции образа по признакам
f: M, f(A)=L: P(f,L) max(L).
Вероятностная обоснованность системы признаков в задаче морфологического анализа:
P(f,L) max(L) P(A,L) max(L),A : f(A)= (A), P(L/A)=P(L/f(A)),
то есть f(A) является достаточной статистикой для A.
Независимость признаков: существует факторизация
P(f,L)= i=1,…,n P(fi,L).

Морфологический анализ свидетельств
Анализ морфологических свидетельств
Морфологическое событие: e(p)={f(A,p)=e X}.
Морфологическая гипотеза:
h(q)={ (A) = L(q)}.
Модель голосования:
P(E(A),h(q))= p X, P(e(p),h(q)) max(h(q)),
где E(A) – совокупность морфологических событий или точнее совокупное морфологическое событие, связанное с образом A; h(q) H( ), H( ) – пространство морфологических гипотез; P(e(p),h(q)) - вероятностная модель морфологического голосования.
Носитель гипотезы (множество влияющих событий):
S(h(q))={e(p): h (q) h(q): P(e(p),h(q)) P(e(p),h (q))}.
Носитель события (множество влияющих гипотез):
S(e(p))={h(q): e (p) e(p): P(e(p),h(q)) P(e (p),h(q))}.
Полную группу событий, относящихся к одному признаку f(p), будем называть доменом событий, полную группу гипотез, соответствующую различным значениям L(q) – доменом гипотез.

Морфологический анализ свидетельств
Анализ морфологических свидетельств
Под анализом морфологических свидетельств понимается следующая процедура:
•Морфологические события подают голоса (свидетельствуют) в пользу морфологических гипотез.
•Голоса накапливаются (свидетельства суммируются)
•Наиболее вероятной считается та гипотеза, в пользу которой подано максимальное количество голосов (накоплена максимальная сумма свидетельств).
Возможность факторизации функции вероятности является необходимым и достаточным условием возможности независимого (от порядка вычислений) аккумулирования (накопления) свидетельств.
Метод анализа морфологических свидетельств
строится экспертная вероятностная модель, описывающая связь между особенностями изображения (характерными чертами) и гипотезой о принадлежности объекта заданной яркостно-геометрической модели
вероятностная модель используется непосредственно в ходе низкоуровневого анализа изображения
каждая обнаруженная особенность изображения (ХЧ) рассматривается как событие, свидетельствующее в пользу гипотезы (ряда гипотез) о наличии и характеристиках искомого объекта (голосование в специальном аккумуляторном пространстве).