Tesis doctoral de Francisco Javier Sanchez Llado
El trabajo de investigación que se plantea en esta memoria se orienta hacia la clasificación de texturas procedentes de imágenes polsar (polarimetric synthetic aperture radar). Existen en la literatura diversos métodos diseñados con tal propósito, destacando entre ellos el que considera el hecho de que los píxeles se agrupan en clases siguiendo una distribución estadística de probabilidades del tipo wishart. Las clases se caracterizan por el hecho de que cada una de ellas contiene píxeles con similares características proporcionadas por la señal polsar, de forma que a una determinada clase pertenecen aquellos píxeles que han conseguido la mayor probabilidad de pertenencia a dicha clase. Diversos estudios en esta línea han demostrado que los resultados obtenidos mediante esta clasificación superan con éxito aquellos otros obtenidos por medio de otros clasificadores. No obstante, un estudio minucioso sobre estos resultados condujo a la verificación de que un importante número de píxeles aparecían erróneamente clasificados, a juzgar por el conocimiento de los expertos. Esto es, dentro de determinadas zonas geográficas del terreno con unas determinadas características de textura aparecían píxeles que poco o nada tenían que ver con la textura predominantemente mayoritaria de la zona. Este hecho constatable permitió fijar como objetivo la mejora de la clasificación wishart para minimizar esos errores. dado que las imágenes en general y las polsar en particular, se caracterizan por el hecho de que las agrupaciones espaciales en la escena tridimensional (3d) se conservan en la propia imagen bidimensional (2d), se plantea como hipótesis el hecho, inspirado en los principios de la escuela de psicología de la gestalt, de que los píxeles próximos en la escena 3d y por consiguiente en la imagen, tienden a agruparse como pertenecientes a la misma clase, y por tanto se caracterizan por poseer propiedades similares entre sí. por tanto, la mejora en la clasificación se centra en buscar un mecanismo capaz de aplicar este principio. Un estudio exhaustivo en esta línea se orienta hacia la búsqueda de métodos capaces de reasignar aquellos píxeles que han sido incluidos en una clase errónea a la que se supone la correcta, además de mantener los correctos sin modificar. Como la clasificación de un píxel se establece en función de las probabilidades de pertenencia a las clases, el objetivo se reduce a la modificación de dichas probabilidades de forma que se consiga la reasignación de los píxeles a nuevas clases o su permanencia en función de sus probabilidades. Este cambio en los valores de probabilidad debe realizarse de forma controlada, siendo los métodos de optimización los más apropiados. Dentro de éstos destaca por su transcendencia histórica el conocido como enfriamiento simulado (es), que es el que finalmente se elige en este trabajo de investigación dejando abierta la puerta para poder investigar en el futuro otras técnicas en la misma línea tal como las redes neuronales de hopfield. Siendo la adaptación del es al problema de la clasificación la aportación de esta tesis. el método de es se inspira en la técnica del mismo nombre utilizada en el proceso de moldeado de los metales. Se comienza definiendo una función de energía, que en el caso de las imágenes polsar se define a partir de las probabilidades de pertenencia de los píxeles a las diferentes clases, cuyo valor inicial se establece según las probabilidades proporcionadas por el método basado en la distribución wishart. Como en el caso de los metales, la disminución de esa función de energía permite verificar que las probabilidades están cambiando en el sentido correcto, lo que garantiza el cambio en los valores de las probabilidades de los píxeles y por tanto la reclasificación de los mismos en el sentido correcto. La ventaja de este método es que la variación de energía hacia valores mínimos permite controlar el proceso de forma adecuada. la mejora del método propuesto frente a la clasificación wishart se ha puesto de manifiesto en el conjunto de experimentos realizados con las imágenes polsar en banda l de la bahía de san francisco (california) y de los lagos del mar báltico en banda c, lo que se ha permitido verificar tanto de forma cuantitativa, mediante la utilización de una medida que permite conocer la bondad de la clasificación, como cualitativa por la aparición de texturas más homogéneas, en el sentido de que las regiones de una determinada textura aparecen con un menor número de píxeles discordantes en relación a dichas texturas.
Datos académicos de la tesis doctoral «Clasificación de imágenes polsar mediante enfriamiento simulado: una mejora del clasificador wishart«
- Título de la tesis: Clasificación de imágenes polsar mediante enfriamiento simulado: una mejora del clasificador wishart
- Autor: Francisco Javier Sanchez Llado
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 10/03/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Carlos López Martínez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: jordi j Mallorquí franquet
- Juan Manuel López sánchez (vocal)
- gerard Margarit martin (vocal)
- José Luis álvarez pérez (vocal)