Súčasné využitie výpočtovej inteligencie pri spracovaní obrazu

Existuje široké spektrum aplikácií štatistických metód v oblasti spracovania obrazu[10].
V rámci tejto kapitoly je uvedený prehľad možných aplikácií prostriedkov VI v rôznych fázach spracovania obrazu. Budeme sa snažiť zodpovedať dve nasledujúce otázky[15]:

1. Aké sú hlavné aplikačné možnosti VI pri spracovaní obrazu?
2. Ako sú silné a slabé stránky prostriedkov VI pri riešení úloh z oblasti spracovania obrazu?

V tejto časti sa detailne nebude preberať teória prostriedkov VI. Budeme sa odvolávať na (už klasickú) literatúru [26]. V ďalšom si zavedieme základnú taxonómiu, používanú aj v iných častiach tejto práce.
Rôzne problémy riešené v oblasti spracovania obrazu môžu byť zaradené do postupnosti, ktorú nazývame reťazec spracovania obrazu (image processing chain). Jednotlivé kroky tohto reťazca (pri neskoršom vymenovaní možných aplikácií sa na nich budeme odvolávať) sú podľa [36] nasledovné:

1. Snímanie, digitalizácia.
2. Predspracovanie/filtrovanie. Operácie, ktoré nám vrátia modifikovaný obraz (napr. zmena kontrastu, zníženie šumu a pod.)
3. Redukcia dát/extrakcia príznakov. Akákoľvek operácia, ktorá môže vyňať významné časti obrazu (vo všeobecnosti okno ľubovolnej veľkosti). Počet vyňatých príznakov je obyčajne oveľa menší než počet bodov v danom okne.
4. Segmentácia. Akákoľvek operácia, ktorá na základe určitého kritéria rozdelí obraz na časti. Dobrý príklad je rozdelenie rôznych, farebne homogénnych častí.
5. Detekcia objektov a rozpoznávanie. Určiť pozíciu, natočenie a podobné vlastnosti objektov, ďalej klasifikovať daný objekt.
6. Symbolická interpretácia. Získať informáciu vyššieho (v sémantickom zmysle) stupňa o tom, čo je na obrázku.

Popri samotnej úlohe, ktorú je daný algoritmus predurčený riešiť, je hlavnou charakteristikou algoritmov aj miera abstrakcie spracovaných dát. Podľa miery abstrakcie budeme rozlišovať nasledovné úrovne:

A.

Úroveň bodov: jasové hodnoty jednotlivých bodov slúžia ako vstup pre algoritmus spracovania.

B.

Úroveň lokálnych vlastností: objektom záujmu je množina príznakov odvodená od vlastností bodov.

C.

Štrukturálna úroveň: používame informácie o relatívnej polohe jednotlivých častí (hrany, povrch, kontakty) pre ďalšie spracovanie.

D.

Úroveň objektov: ako vstupy použijeme vlastnosti jednotlivých objektov.

E.

Úroveň množín objektov: vzájomná poloha jednotlivých objektov, a relatívna pozícia detekovaných objektov slúžia ako vstup spracovania.

F.

Popis scény: pracujeme s celkovým popisom scény, svetelných podmienok, kontextu a pod.

V ďalších častiach tejto kapitoly si popíšeme aplikačné možnosti VI pri jednotlivých častiach reťazca spracovania obrazu.

Obrázok 2.1: Postup spracovania obrazu