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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.45.2016.tde-01062016-104354
Documento
Autor
Nome completo
Caio de Moraes Braz
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Miranda, Paulo Andre Vechiatto de (Presidente)
Jackowski, Marcel Parolin
Rittner, Letícia
Título em português
Segmentação de imagens pela transformada imagem-floresta com faixa de restrição geodésica
Palavras-chave em português
Conexidade fuzzy
Convexidade geodésica em estrela
Faixa de restrição geodésica
Segmentação por corte em grafos
Transformada imagem floresta
Resumo em português
Vários métodos tradicionais de segmentação de imagens, como a transformada de watershed de marcado- res e métodos de conexidade fuzzy (Relative Fuzzy Connectedness- RFC, Iterative Relative Fuzzy Connected- ness - IRFC), podem ser implementados de modo eficiente utilizando o método em grafos da Transformada Imagem-Floresta (Image Foresting Transform - IFT). No entanto, a carência de termos de regularização de fronteira em sua formulação fazem com que a borda do objeto segmentado possa ser altamente irregular. Um modo de contornar isto é por meio do uso de restrições de forma do objeto, que favoreçam formas mais regulares, como na recente restrição de convexidade geodésica em estrela (Geodesic Star Convexity - GSC). Neste trabalho, apresentamos uma nova restrição de forma, chamada de Faixa de Restrição Geodésica (Geodesic Band Constraint - GBC), que pode ser incorporada eficientemente em uma sub-classe do fra- mework de corte em grafos generalizado (Generalized Graph Cut - GGC), que inclui métodos pela IFT. É apresentada uma prova da otimalidade do novo algoritmo em termos de um mínimo global de uma função de energia sujeita às novas restrições de borda. A faixa de restrição geodésica nos ajuda a regularizar a borda dos objetos, consequentemente melhorando a segmentação de objetos com formas mais regulares, mantendo o baixo custo computacional da IFT. A GBC pode também ser usada conjuntamente com um mapa de custos pré estabelecido, baseado em um modelo de forma, de modo a direcionar a segmentação a seguir uma dada forma desejada, com grau de liberdade de escala e demais deformações controladas por um parâmetro único. Essa nova restrição também pode ser combinada com a GSC e com as restrições de polaridade de borda sem custo adicional. O método é demonstrado em imagens naturais, sintéticas e médicas, sendo estas provenientes de tomografias computadorizadas e de ressonância magnética.
Título em inglês
Image segmentation by the image foresting transform with geodesic band constraints
Palavras-chave em inglês
Fuzzy conexity
Geodesic band constraints
Geodesic star convexity
Graph cuts segmentation
Image foresting transform
Resumo em inglês
In this work, we present a novel boundary constraint, which we denote as the Geodesic Band Constraint (GBC), and we show how it can be efficiently incorporated into a subclass of the Generalized Graph Cut framework (GGC). We include a proof of the optimality of the new algorithm in terms of a global minimum of an energy function subject to the new boundary constraints. The Geodesic Band Constraint helps regularizing the boundary, and consequently, improves the segmentation of objects with more regular shape, while keeping the low computational costs of the Image Foresting Transform (IFT). It can also be combined with the Geodesic Star Convexity prior, and with polarity constraints, at no additional cost.
 
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texto.pdf (12.42 Mbytes)
Data de Publicação
2016-06-07
 
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