Extração semi-automática de rodovias em imagens de baixa resolução usando o modelo de contorno ativo e otimização por programação dinâmica

• Processo: 09/17076-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2010
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geodésia
• Pesquisador responsável: Aluir Porfírio Dal Poz
• Beneficiário: Gabriel Araujo Alberti
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
• Assunto(s): Programação dinâmica Fotogrametria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Contorno ativo | Extração semi-automática de rodovia | Imagem de baixa resolução | Programação Dinâmica | Fotogrametria

Resumo

Nesta pesquisa é proposto o estudo do problema de extração de rodovias em imagens de baixa resolução (resolução de 2 m ou menor), tendo por base o modelo de contorno ativo ou snakes. Trata-se de uma curva representada parametricamente e controlada por injunções fotométricas e geométricas. As injunções fotométricas geram forças externas que atraem a curva snakes para a feição a ser extraída. Já as injunções geométricas geram forças internas que controlam a forma da curva snakes, garantindo sua suavidade. As rodovias geralmente aparecem em imagens de baixa resolução como faixas bastante estreitas (com espessura de 1-3 pixels), suaves e de alta intensidade de brilho em relação ao fundo. A curva snakes é apropriada para modelar entidades com estas propriedades, cuja solução implica num problema de minimização, recaindo normalmente na solução de uma equação diferencial de 4º ordem (conhecida como equação diferencial de Euler-Lagrange). Um problema comum desta solução é a não convexidade da função de energia em questão, exigindo boas aproximações iniciais para convergir corretamente. Neste trabalho se propõe a estudar uma solução da função de energia da snakes baseada no algoritmo de otimização de programação dinâmica. A principal expectativa é que esta solução possa ser vantajosa no que se refere à sua estabilidade e raio de convergência. Por se tratar de um método de extração semi-automático, inicialmente o operador deve descrever a rodovia de maneira grosseira utilizando alguns pontos sementes. Este procedimento dá origem a uma linha poligonal inicial que, após um processo de adensamento, dá origem a um espaço de solução composto de um número finito de linhas poligonais. O algoritmo de programação dinâmica se encarrega de selecionar uma primeira linha poligonal ótima. Esta linha poligonal passa por um novo adensamento e o processo de otimização se repete, parando quando um novo ciclo de adensamento e otimização não contribui mais com a melhoria da descrição da rodovia em questão.