ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КЛАССИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАСПОЗНАВАНИЯ ДЛЯ ФОТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРЕН АИСТ-2013 КОНФЕРЕНЦИЯ ПО РАСПОЗНАВАНИЮ ИЗОБРАЖЕНИЙ Г.ЕКАТЕРИНБУРГ, 4-6 АПРЕЛЯ 2013

Андрей Черных, Елена Замятина ПГНИУ, Пермский государственный национальный исследовательский университет Россия АВТОРЫ: Распознавание пыльцевых зерен

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ - ПАЛИНОЛОГИЯ Применение: Геология. Археология. Медицина (определение периода пыления). Определение качества меда (мелиттопалинология) Распознавание пыльцевых зерен 3

Распознавание пыльцевых зерен 4 ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЕРЕН

СПОРО-ПЫЛЬЦЕВОЙ АНАЛИЗ Споро-пыльцевой анализ включает: сбор пыльцевых зерен; их обработку; распознавание, т.е. отнесение распознанных зерен к тому или иному классу Распознавание пыльцевых зерен 5

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ – ФОТОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПЫЛЬЦЕВОГО ЗЕРНА С ВЫРАЖЕННОЙ АПЕРТУРОЙ ГВОЗДИКА-ТРАВЯНКАКРЕСТОЦВЕТНЫЕ Распознавание пыльцевых зерен 6

(a) предварительная обработка; (б) применение методов распознавания; (в) классификация Предварительное преобразование: Масштабирование (использование размеров линейки микроскопа). Устранение шума (ранжирующий фильтр). Сегментация. Бинаризация Отсу Распознавание пыльцевых зерен 7 ЭТАПЫ РАСПОЗНАВАНИЯ

ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД Лингвистический (синтаксический) метод – метод анализа цепочки букв алфавита для проверки ее правильности Применяется и к анализу изображений: поточечный обход контура Распознавание пыльцевых зерен

Наименование пыльцевого зернаОбучениеТестированиеПравильно распознанныеВ % Борщевик ,62% Вереск ,00% Земляника ,82% Иван чай ,96% Подсолнух ,06% Гвоздика ,38% Вьюнок ,74% Лесной горох ,08% Чистотел ,45% Подсолнух Распознавание пыльцевых зерен 9 РЕЗУЛЬТАТ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО МЕТОДА

МЕТОД ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ Метод потенциальных функций предполагает, что с каждым образом (образ в нашем случае – изображение пыльцевого зерна в виде набора пикселей, которые либо закрашены, либо нет), появившимся в процессе обучения, связана некоторая функция, аналогичная по форме электрическому потенциалу. А={х 1,x 2,…,x n } Распознавание пыльцевых зерен 10

Функция имеет максимальное значение для этого образа и убывает по всем направ­лениям от него (образ, таким образом, окажется как бы источником потенциала). Такой функцией может быть евклидово расстояние между образами (образом, представленным для обучения, и образом, представленным для распознавания). Чем меньше значение расстояния, тем образы более схожи между собой Распознавание пыльцевых зерен 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРИЗНАКА Распознавание пыльцевых зерен ,

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ МЕТОДА ПОТЕНЦИАЛОВ Наименование пыльцевого зерна Обуч ение Тести рование Правильно распознанн ые В % Борщевик ,15% Вереск ,67% Земляника ,73% Иван чай ,43% Подсолнух ,94% Гвоздика ,00% Вьюнок ,44% Лесной горох ,08% Чистотел ,27% Распознавание пыльцевых зерен 13

ПЛОХИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 1.Схожие апертуры у различных классов пыльцевых зерен 2.Чувствительность метода потенциалов к положению пыльцевого зерна на фотографическом изображении 3.Слипшиеся пыльцевые зерна Распознавание пыльцевых зерен 14

ИССЛЕДОВАНИЯ 1.Метрики 2.Нейронные сети и т.д Распознавание пыльцевых зерен 15

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! Распознавание пыльцевых зерен 16

Распознавание пыльцевых зерен 17