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Desriptores omputaionales de la textura

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2. Anteedentes 5

2.3. Textura

2.3.2. Desriptores omputaionales de la textura

Debido a la extensa variedad de texturas naturales y artiiales no existe un únio método

adeuadopararepresentartodaslastexturas.Paramodelartipospartiularesdetexturassehan

utilizadodiferentes enfoques. Todosellos alulan uantitativamente lasaraterístiasasoiadas

apropiedadesde latextura y, dependiendo de laapliaión, soluionan diferentes problemas. El

estudiode lastexturassehallevado aabode formaparalelasegúnvarios enfoques, deauerdo

onShapiroyStokman(2001)losdosprinipalesson:

Estadístio seasumequelatexturaesunamedidauantitativadeladisposiióndelas

intensi-dadesysedesribelarelaiónespaialentrepixelsindividuales.

Estrutural seasumequelatexturaesunonjuntodeprimitivas(elementostexturalesotexels)

relaionadas entre ellasde auerdoonuna disposiiónmás omenosregular ysedesriben

lasrelaionesespaialesentreprimitivastalesomopuntos(dots)ogotas (blobs).

Estos enfoques tienen que ver on la resoluión de la textura, que Azenott y ols. (1990)

denieron omo el tamaño del uadrado más pequeño neesario para araterizar la textura.

Así el enfoque puramente estadístio es adeuado para texturas de grano no (mirotexturas)

mientras que el enfoque puramente estrutural es más adeuado para texturas de grano grueso

(marotexturas).

Dentro de losdesriptoresomputaionalesdesarrollados hasta ahorasóloalgunos deellos se

puedenlasiaromopuramenteestadístiosoestruturales,lamayoríapodríanlasiarse

den-trodeunaategoríahíbridayaqueindependientementedelaresoluióndelatexturalamodelizan

estadístiamente oaraterizan sus texels. A ontinuaión seresumen los desriptores

omputa-ionalesquehantenidomayortransendenia.

Haraliky ols. (1973),posiblemente inspiradosen laexperimentaiónpsiofísiade Julesz y

ols. (1973),utilizaronladeniión deestadístios desegundoorden(ver2.3.1)paraalularlas

matriesdeo-ourrenia,lasualeslespermitenevaluariertasrelaionesespaialesdelosniveles

de grisen una imagen. A partir de estasmatries y mediante el álulo de diversos estadístios

(entre ellosentropía, orrelaión,et)obtienenhasta14araterístias.Estas proporionan

infor-maiónsobrepropiedadesomolahomogeneidad,ontrasteylapreseniadealgunaorganizaión

estruturada.Perolasaraterístiasnosonvisualmenteobvias(Tamurayols.,1978),esdeir,no

seaproximanalaperepiónvisual.Porotroladoelálulodelasmatriesdeo-ourrenia

om-determinarlosparámetrosdelosquedepende(distaniayángulo).Lasmatriesdeo-ourrenia

hansidoutilizadasporLohmann(1994)paralasiarimágenesdesatélite.

TsujiyTomita(1973)fueronlospionerosenofreerunenfoqueestruturalpuro.Enuntrabajo

más reiente (Tomita y Tsuji, 1990) obtienen losatomi texture elements otexels de la textura

utilizandounaténiadesegmentaión.Éstalesproporionaregioneshomogéneas(onintensidad

similar)delasqueextraenlaforma.Luegoanalizanlaorganizaiónespaialdelosgruposdetexels

quetienenpropiedadessimilares(formaeintensidad).

Laws(1980)fue elpreursordel enfoque textura-energía,queonsiste enapliar ltrossobre

la imagenparadetetar diferentes tipos de texturas.El ltradoserealizaen eldominio espaial

atravésdelusodemásarasdeonvoluióndetamañojo.Estas másarasdetetanlapresenia

de determinados elementos (bordes, puntos (spots), ondas). Pietikäineny ols. (1983) utilizaron

estos operadoresparalasiartexturas yLovell yols. (1992)los usaronjunto aotrostipos de

operadorespara segmentarimágenes.

Voorheesy Poggio (1987)implementan undetetor de los elementos de la textura(blobs, la

primitivadenida por Julesz y Bergen(1983))y utilizanlas difereniasde ladistribuión de los

atributos de blobs (largo,anhoy orientaión) para segmentarimágenes on texturas naturales.

LadeteióndeblobsserealizaenunaesaladadayutilizandolafuniónLaplaianaonumbral

mayorqueero.Elumbraldedeteiónesdeterminadoenfunióndelruidodelaimagen.Parten

del supuesto que la textura en esenas naturales puede serrepresentada utilizando blobs y sus

atributos.

Blostein yAhuja (1989)implementanun detetor multiesalade loselementos de latextura

(blobs).El métododeidentiaióndeblobssimultáneamentedeteta laorientaióndela

super-ie,éstaesdeterminadaanalizandolasvariaionesdelareadelosblobs.Utilizan omodetetor

deblobslafuniónLaplaiana.

L. Wang y He (1990) lanzan la hipótesis de que una textura se puede desomponer en un

onjuntodepequeñasunidadeselementales(llamadasUnidadesde Textura).Cadaunidad

elemen-tal estáformada por 8elementos on tres posibles valores(0,1,2) obtenidos en una veindad de

3x3 pixels.Caraterizanuna textura por su espetro,denido omolafunión dedistribuión de

probabilidad de lasUnidades de Textura. Representande esta manera latexturaon

3 8 = 6561

elementos(unidadesdetextura).

Ojalayols.(1994)desarrollanunanuevaversióndelasUnidadesde Textura( L. WangyHe,

1990) alquebautizanon elnombrede Loal Binary Pattern (LBP), yaque en estaoasión los

valoresdelos8elementosdelveindariode3x3pixelssólotienendosposiblesvalores.Estopermite

reduir el númerode unidades elementales a

2 8 = 256

. Caraterizala textura por lafunión de

distribuióndeprobabilidaddelLBP(histograma)ydelLBP/C(aportaunamedidadeontraste

sobre el LBP). Se puede onsiderar que este desriptor ombina los enfoques estrutural y el

estadístio porque elLBPdetetamirotexturasysudistribuiónesestimadapor elhistograma.

ReientementeOjala,Pietikäinen,yMäenpää(2002)hanrealizadolaversiónmultiesala

LBP P,T riu2

queesinvariantealarotaión,araterizandotambién latexturaporelhistogramade

LBP P,T riu2

.

F.LiuyPiard(1996)realizanladistiniónentretexturasestruturadasyaleatorias.

Depen-diendo de esta lasiaión la araterizan on operadoresdiferentes. Modelizan la omponente

estruturadadeunatexturaapartirdesutransformadadeFourierylanoestruturadao

aleato-ria on un modelo autoregresivomultiresoluión (MRSAR).La funión de autoovarianzade la

imagenlessirvedetestparadeterminarsilatexturaesonoestruturada.Hanapliadoestaidea

enapliaionesdereuperaiónysegmentaióndeimágenes.

Manjunath yMa(1996)desarrollanunnuevodesriptormultiesaladetexturasutilizando

l-trosdeGabor.Estosltrospuedenonsiderarseomodetetoresdelíneasyontornossintonizables

segúnlaorientaiónylaesala.Caraterizanlatexturamediantelamediayladesviaiónestándar

(estadístiosdeprimerorden)deadaunadelasrespuestasdeunbanodeltrosalserapliados

a la imagen. La versiónampliada de este desriptor se presentó más tarde (Manjunath y ols.,

2001)onelnombredeHTD(HomogeneousTextureDesriptor)dentrodelalistadedesriptores

queomponenelMPEG-7 4

. Estedesriptoresadeuadopararepresentartexturashomogéneas.

Manjunath y ols. (2000)desarrollanel desriptorPBC formadopor tres araterístias

per-eptuales:regularidad,direionalidadyesala.Cadaaraterístiaesrepresentadamediante

val-oresaotados.EstasaraterístiasestánrelaionadasonlasdimensionespereptualesqueRaoy

Lohse(1996)identióensuexperimentaiónpsiofísia,éstassonlarepetitividad,direionalidad

ygranularidad.Este desriptor fue inluidodentro delMPEG-7 on elnombredeTBC (Texture

Browsing Component) yaquesu utilidadseentraenapliaionesdebrowsing.

Manjunath y ols. (2001)presentanundesriptor adeuadopara texturasno homogéneas,el

EHD (Edge Texture Desriptor), que aptura ladistribuión espaialde los ontornos. Estos se

lasian en 5 ategorías: vertiales, horizontales, diagonal

45

, diagonal

135

e isotrópios. El desriptor ontabiliza en un histograma la ourrenia de las 5 ategorías de ontornos de una

imagen,previapartiióndeéstaen16sub-imágenes.Formapartedelosdesriptoresinluidosen

elMPEG-7.

Leung yMalik(2001)presentanunmodeloestadístiopara representarlassuperies de

ma-teriales.Éste onsisteenmodelizar lastexturason unhistogramadeTextons. Dondeeltérmino

textonshaerefereniaaunvetorderespuestasdeunbano deltros.Utilizanunalgoritmode

lustering para determinar el onjunto de textons que ompone el voabulario. Varma y

Zisser-man(2005)utilizaelmismo modeloestadístioperousanunbanodelltrosdiferenteonelque

onsigueninvarianzaalarotaión.

Renninger yMalik (2004) proponenunmodelosimplede reonoimiento detexturaspara la

identiaión temprana de esenas. Re-formulan el onepto de Textons identiándolo on las

araterístias obtenidas on un bano de ltros. El voabulario de textons es aprendido en un

onjuntodeesenasysemodelalatexturaapartirdelhistogramadetextons.

Lazebnik yols. (2005)desarrollanuna representaiónno densa 5

dela imageninvariante a

transformaionesgeométrias.Sebasaenobtenerregionessigniativasdelaimagen(onesquinas,

4

estándarparadesribirelontenidodedatosmultimediaqueofreedesriptoresparadiversostiposde

aplia-iones.

5

ontornos oblobs)y su ontenidose araterizautilizandoel desriptorRIFT, que eslaversión

invariante deldesriptor SIFT(Lowe,1999).Este desriptoraptura ladistribuióndelas

inten-sidades delospixels y ladistribuión delasorientaionesdel gradiente.Se representala imagen

onlosdesriptoresrepresentativos,estossonelresultadodeapliarunmétododelusteringenel

espaiodelosdesriptores.Utilizanlarepresentaiónpararealizarbúsquedas detexturasenuna

base dedatosyparalasiartexturas.

EstetrabajopartedelrealizadoporSalvatellayVanrell(2007),endondere-denenelonepto

blob alenglobar dentro de este término los propios blobs de Julesz y Bergen (1983) (elementos

quasiredondos)ylasbarras(elementosalargados).BajolamismasuposiiónqueVoorheesy

Pog-gio(1987)desarrollanunarepresentaióndelatexturaompuestaporlosatributos(area,relaión

deaspeto,orientaiónyontraste)delosblobsqueontiene,peroutilizandoundetetordeblobs

multiesala.Proponenademásunespaiopereptualmente uniformedonderepresentanlos

atrib-utosdelosblobs.

Poosdesriptoresomputaionaleshansidoajustadosmedianteexperimentospsiofísiospara

quesu omportamientoseaelmismo queelhumano.Aontinuaiónseresumeeltrabajodeuno

deellos.

Benkeyols.(1988)partiendodelosoperadoresdeLaws(1980),ajustanlosoeientesdelas

másarasdeonvoluióndemaneraque proporionenunresultadoenlalasiaióndetexturas

similar alrealizado por seres humanos. Para ello plantean un experimento psiofísiodonde los

individuos deben lasiarun pequeño subonjunto de texturas(del album de (Brodatz, 1966))

deauerdoontresriterios:direionalversusnodireional,regularversusaleatorioyformade

líneaversusformadegota.Elobjetivoesdoble,porunladodeterminarsilosriteriosestableidos

orrespondena losejes de representaiónde lastexturas que proponeny segundo, demostrarla

posibilidaddeajustarundeterminadooperadordeauerdoonestosejes.Losresultadosobtenidos

lesllevanaonluirquelosejespropuestosnosonortogonalesyaqueexisteunaorrelaiónelevada

entreladimensiónformadelíneayregularidad.

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