Near ground level sensing for spatial analysis of vegetation

Measured changes in vegetation indicate the dynamics of ecological processes and can identify the impacts from disturbances. Traditional methods of vegetation analysis tend to be slow because they are labor intensive; as a result, these methods are often confined to small local area measurements. Scientists need new algorithms and instruments that will allow them to efficiently study environmental dynamics across a range of different spatial scales. A new methodology that addresses this problem is presented. This methodology includes the acquisition, processing, and presentation of near ground level image data and its corresponding spatial characteristics. The systematic approach taken encompasses a feature extraction process, a supervised and unsupervised classification process, and a region labeling process yielding spatial information

Mètode d'extracció multiparamètrica de característiques de textura orientat a la segmentació d'imatges

Tal com es veurà en el següent capítol d'antecedents, existeixen formes molt variades d'afrontar l'anàlisi de textures però cap d'elles està orientada al càlcul en temps real (video rate). Degut a la manca de mètodes que posin tant d'èmfasi en el temps de processat, l'objectiu d'aquesta tesi és definir i desenvolupar un nou mètode d'extracció de característiques de textura que treballi en temps real. Per aconseguir aquesta alta velocitat d'operació, un altre objectiu és presentar el disseny d'una arquitectura específica per implementar l'algorisme de càlcul dels paràmetres de textura definits, així com també l'algorisme de classificació dels paràmetres i la segmentació de la imatge en regions de textura semblant.En el capítol 2 s'expliquen els diversos mètodes més rellevants dins la caracterització de textures. Es veuran els mètodes més importants tant pel que fa als enfocaments estadístics com als estructurals. També en el mateix capítol se situa el nou mètode presentat en aquesta tesi dins els diferents enfocaments principals que existeixen. De la mateixa manera es fa una breu ressenya a la síntesi de textures, una manera d'avaluar quantitativament la caracterització de la textura d'una imatge. Ens centrarem principalment, en el capítol 3, en l'explicació del mètode presentat en aquest treball: s'introduiran els paràmetres de textura proposats, la seva necessitat i definicions. Al ser paràmetres altament perceptius i no seguir cap model matemàtic, en aquest mateix capítol s'utilitza una tècnica estadística anomenada anàlisi discriminant per demostrar que tots els paràmetres introdueixen suficient informació per a la separabilitat de regions de textura i veure que tots ells són necessaris en la discriminació de les textures.Dins el capítol 4 veurem com es tracta la informació subministrada pel sistema d'extracció de característiques per tal de classificar les dades i segmentar la imatge en funció de les seves textures. L'etapa de reconeixement de patrons es durà a terme en dues fases: aprenentatge i treball. També es presenta un estudi comparatiu entre diversos mètodes de classificació de textures i el mètode presentat en aquesta tesi; en ell es veu la bona funcionalitat del mètode en un temps de càlcul realment reduït. S'acaba el capítol amb una anàlisi de la robustesa del mètode introduint imatges amb diferents nivells de soroll aleatori. En el capítol 5 es presentaran els resultats obtinguts mitjançant l'extracció de característiques de textura a partir de diverses aplicacions reals. S'aplica el nostre mètode en aplicacions d'imatges aèries i en entorns agrícoles i sobre situacions que requereixen el processament en temps real com són la segmentació d'imatges de carreteres i una aplicació industrial d'inspecció i control de qualitat en l'estampació de teixits. Al final del capítol fem unes consideracions sobre dos efectes que poden influenciar en l'obtenció correcta dels resultats: zoom i canvis de perspectiva en les imatges de textura.En el capítol 6 es mostrarà l'arquitectura que s'ha dissenyat expressament per al càlcul dels paràmetres de textura en temps real. Dins el capítol es presentarà l'algorisme per a l'assignació de grups de textura i es demostrarà la seva velocitat d'operació a video rate.Finalment, en el capítol 7 es presentaran les conclusions i les línies de treball futures que es deriven d'aquesta tesi, així com els articles que hem publicat en relació a aquest treball i a l'anàlisi de textures. Les referències bibliogràfiques i els apèndixs conclouen el treball

Texture representation using wavelet filterbanks

Texture analysis is a fundamental issue in image analysis and computer vision. While considerable research has been carried out in the texture analysis domain, problems relating to texture representation have been addressed only partially and active research is continuing. The vast majority of algorithms for texture analysis make either an explicit or implicit assumption that all images are captured under the same measurement conditions, such as orientation and illumination. These assumptions are often unrealistic in many practical applications;This dissertation addresses the viewpoint-invariance problem in texture classification by introducing a rotated wavelet filterbank. The proposed filterbank, in conjunction with a standard wavelet filterbank, provides better freedom of orientation tuning for texture analysis. This allows one to obtain texture features that are invariant with respect to texture rotation and linear grayscale transformation. In this study, energy estimates of channel outputs that are commonly used as texture features in texture classification are transformed into a set of viewpoint-invariant features. Texture properties that have a physical connection with human perception are taken into account in the transformation of the energy estimates;Experiments using natural texture image sets that have been used for evaluating other successful approaches were conducted in order to facilitate comparison. We observe that the proposed feature set outperformed methods proposed by others in the past. A channel selection method is also proposed to minimize the computational complexity and improve performance in a texture segmentation algorithm. Results demonstrating the validity of the approach are presented using experimental ultrasound tendon images

Multisource Data Integration in Remote Sensing

Papers presented at the workshop on Multisource Data Integration in Remote Sensing are compiled. The full text of these papers is included. New instruments and new sensors are discussed that can provide us with a large variety of new views of the real world. This huge amount of data has to be combined and integrated in a (computer-) model of this world. Multiple sources may give complimentary views of the world - consistent observations from different (and independent) data sources support each other and increase their credibility, while contradictions may be caused by noise, errors during processing, or misinterpretations, and can be identified as such. As a consequence, integration results are very reliable and represent a valid source of information for any geographical information system