Том 330 № 3 (2019)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2019/3/179

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТУРНЫХ ДЕТЕКТОРОВ НА ОСНОВЕ ТОЧЕЧНОГО ПОТОКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ

Актуальность. В настоящее время много внимания уделяется созданию эффективных систем, предназначенных для обработки, хранения и передачи больших потоков информации, получаемой в виде изображений пространственно-временных полей в таких областях человеческой деятельности, как космонавтика, геология и геофизика, картография, навигация, дефектоскопия и во многих других. В большинстве этих систем при реализации алгоритмов детектирования в качестве эталонных изображений используются реальные снимки. Например, это характерно для выделения и прослеживания границ отраженных волн на изображениях сейсмических полей, получаемых при поиске нефтяных и газовых месторождений. Представление эталонных изображений в виде реальных снимков позволяет настроить алгоритм на конкретную предметную область, но осложняет оценку качества используемого алгоритма и проведение его объективного сравнения с другими алгоритмами, реализующими подобные процедуры. Цель: исследование эффективности выделения контурного рисунка изображений различными алгоритмами детектирования на основе обобщённого комплексного критерия, предложенного авторами данной работы. Это позволит подойти объективно к выбору наилучшего алгоритма детектирования и подбору оптимальных значений его параметров для любой предметной области. Методы и средства исследования. При проведении экспериментов были использованы методы стохастического моделирования пространственно-временных сигналов и полей. Сам вычислительный эксперимент проводился в среде программного комплекса «КИМ СП». Результаты. Проведен анализ методов оценивания операторов поиска и локализации границ, и обобщены основные типы ошибок. На основе предложенной классификации метрик эффективности работы контурных детекторов рассмотрен обобщённый комплексный критерий оценки качества выделения контурных рисунков в изображениях, показаны возможные составляющие обобщённого показателя качества и формальные подходы к выбору весовых коэффициентов метрик. Приведён пример реализации обобщенного показателя качества, включающего пять метрик, и исследована его эффективность для трех квазиоптимальных алгоритмов оконтуривания («Canny», «Marr» и «ISEF») при различных уровнях шума. Проведенные исследования позволили сделать выводы об объективности полученных результатов и дать рекомендации по применению алгоритмов оконтуривания.

Ключевые слова:

Контурные детекторы, операторы поиска и локализации границ, пространственно-временные сигналы и поля, стохастическое моделирование, эталонные изображения, метрики эффективности, двумерный точечный поток восстановления

Авторы:

Кочегуров Александр Иванович (Alexander I. Kochegurov)

Дубинин Дмитрий Владимирович (Dmitriy V. Dubinin)

Виктор Герингер (Viktor Geringer)

Конрад Рейф (Konrad Reif)

Скачать PDF