Semi-automatic recognition and vectorization of regions in remote sensig images

Orientador: Ricardo da Silva TorresDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de ComputaçãoResumo: O uso de imagens de sensoriamento remoto (ISRs) como fonte de informação em aplicações voltadas para o agro-negócio e bastante comum. Nessas aplicações, saber como é a ocupação espacial é fundamental. Entretanto, reconhecer e diferenciar regiões de culturas agrícolas em ISRs ainda não é uma tarefa trivial. Embora existam métodos automáticos propostos para isso, os usuários preferem muitas vezes fazer o reconhecimento manualmente. Isso acontece porque tais métodos normalmente são feitos para resolver problemas específicos, ou quando são de propósito geral, não produzem resultados satisfatórios fazendo com que, invariavelmente, o usuário tenha que revisar os resultados manualmente. A pesquisa realizada objetivou a especificação e implementação parcial de um sistema para o reconhecimento semi-automático e vetorização de regiões em imagens de sensoriamento remoto. Para isso, foi usada uma estratégia interativa, chamada realimentação de relevância, que se baseia no fato de o sistema de classificação poder aprender quais são as regiões de interesse utilizando indicações de relevância feitas pelo usuário do sistema ao longo de iterações. A idéia é utilizar descritores de imagens para codificar informações espectrais e de textura de partições das imagens e utilizar realimentação de relevância com Programação Genética (PG) para combinar as características dos descritores. PG é uma técnica de aprendizado de máquina baseada na teoria da evolução. As principais contribuições deste trabalho são: estudo comparativo de técnicas de vetorização de imagens; adaptação do modelo de recuperação de imagens por conteúdo proposto recentemente para realização de realimentação de relevância usando regiões de imagem; adaptação do modelo de realimentação de relevância para o reconhecimento de regiões em ISRs; implementação parcial de um sistema de reconhecimento semi-automático e vetorização de regiões em ISRs; proposta de metodologia de validação do sistema desenvolvido.Abstract: The use of remote sensing images as a source of information in agrobusiness applications is very common. In these applications, it is fundamental to know how the space occupation is. However, the identification and recognition of crop regions in remote sensing images are not trivial tasks yet. Although there are automatic methods proposed to that, users prefer sometimes to identify regions manually. That happens because these methods are usually developed to solve specific problems, or, when they have a general purpose, they do not yield satisfying results. This work presents a semi-automatic method to vectorize regions from remote sensing images using relevance feedback based on genetic programming (GP). Relevance feedback is a technique used in content-based image retrieval (CBIR). Its objective is to agregate user preferences to the search process. The proposed solution consists in using image descriptors to encode texture and spectral features from the images, applying relevance feedback based on GP to combine these features with information obtained from the users interactions and, finally, segment the image. Finally, segmented image (raster) is converted into a vector representation. The main contributions of this work are: comparative study of image vectorization techniques; extension of a recently proposed relevance feedback approach for dealing with image regions; extension of the relevance feedback model for region recognition in remote sensing images; parcial implementation of the semi-automatic and vectorization system of remote sensing images regions; proposal a validation methodology.MestradoMestre em Ciência da Computaçã