- Tytuł:
-
Nadzorowana detekcja tras komunikacyjnych z wykorzystaniem metod uczenia maszynowego
Supervised road detection using machine learning methodology - Autorzy:
-
Krawiec, K.
Wyczałek, I. - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/130320.pdf
- Data publikacji:
- 2006
- Wydawca:
- Stowarzyszenie Geodetów Polskich
- Tematy:
-
detekcja
klasyfikacja
uczenie się z przykładów
uczenie nadzorowane
object detection
satellite imagery
aerial imagery
classification
learning from examples
supervised learning - Opis:
-
W pracy opisujemy nową metodę wykrywania drogowych tras komunikacyjnych na zobrazowaniu lotniczym lub satelitarnym. Proponowana metoda ma charakter strukturalny i bazuje na koncepcji profilu, rozumianego jako lokalny jednowymiarowy przekrój (rzut) obrazu. Tak rozumiane profile podlegają analizie poprzez ekstrakcję z nich cech zorientowanych na dyskryminowanie punktów reprezentujących drogi od punktów reprezentujących inne obiekty widoczne w obrazie. Cechy analizowane w proponowanej metodzie dobrane zostały do charakterystyki szlaków komunikacyjnych (głównie podłużny kształt); należą do nich m.in. wzajemne podobieństwo blisko zlokalizowanych profili o tej samej orientacji (ciągłość) oraz symetria. Dla polepszenia precyzji, profile obliczane są z wykorzystaniem próbkowania podpunktowego (sub-pixel sampling). W dalszych etapach przetwarzania metoda wykorzystuje algorytmy uczenia maszynowego (machine learning), w szczególności nadzorowane uczenie się z przykładów. Algorytm uczący się z przykładów dysponuje uczącą próbką pikseli, dla których przynależność do klas decyzyjnych (droga, nie-droga) jest znana. Informacja ta może być wprowadzona przez decydenta (eksperta) poprzez zaznaczenie wybranego obszaru obrazu reprezentującego szlak komunikacyjny, lub pochodzić z odpowiedniego modułu systemu informacji przestrzennej. Algorytm uczenia maszynowego pozyskuje wiedzę ze zbioru uczącego w procesie uczenia indukcyjnego. Wiedza ta jest następnie stosowana do klasyfikowania pozostałych punktów obrazu, dla których informacja ucząca nie jest znana. Ponadto, ponieważ wiedza ta jest wyrażona w dogodnej postaci drzewa decyzyjnego, może być poddana analizie przez eksperta (i potencjalnie skorygowana). Poza prezentacją metody praca zawiera opis jej implementacji komputerowej oraz eksperymentu obliczeniowego przeprowadzonego na rzeczywistym zdjęciu lotniczym terenu zabudowanego. Otrzymane wyniki dowodzą skuteczności proponowanego algorytmu i wskazują na użyteczność podejścia wykorzystującego uczenie maszynowe do analizy zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych.
This paper presents a novel method of road detection in aerial and satellite imaging. This structural method is based on the concept of profile, meant as a local one-dimensional cross-section (cast) of raster image. We acquire such profiles from the image at different orientation angles and extract from them features well discriminating road pixels from non-road pixels. In particular, we use feature definitions tailored to road characteristics (mostly elongation); these include, among others, mutual similarity of close and equally orientated profiles (road continuity) and symmetry. To improve the precision of analysis, the method computes profiles using sub-pixel sampling. The further part of processing relies on machine learning, in particular, on supervised learning from examples. The algorithm is given a training sample of pixels, for which the decision class assignment (road, non-road) is known. This information may be manually entered by a decision maker (expert) by marking image regions representing road fragments, or alternatively, it may be retrieved from an appropriate module of a geographical information system. Given that information, the algorithm acquires the knowledge from training examples, performing so-called “inductive” learning. That knowledge may be then used to classify the remaining image pixels, for which the decision class assignment is not known. Moreover, the knowledge may be inspected (and potentially corrected) by the decision maker, as it is expressed in a readable form of a decision tree. The paper presents the algorithm in detail, describes its computer implementation, and demonstrates its application to an aerial image of urban area. The obtained results demonstrate the good performance of the method and indicate the usefulness of machine learning approach in analysis of aerial and satellite imagery. - Źródło:
-
Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji; 2006, 16; 361-371
2083-2214
2391-9477 - Pojawia się w:
- Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł