Исследование возможности применения сингулярного разложения матриц яркостей для классификации цифровых изображений на спектрозональных и гиперспектральных снимках

Кохановский Виталий Алексеевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В данной работе исследован метод распознавания однородных областей на данных дистанционного зондирования Земли, основанный на сингулярном разложении значений матриц яркостей, и разработан алгоритм классификации изображений. Исследование применения алгоритма представлено экспериментом, в ходе которого были классифицированы многозональные и гиперспектральные космические снимки и проведен анализ результатов.

Современное состояние дистанционного зондирования Земли обуславливается использованием технических систем анализа и обработки информации. Цифровые данные, обрабатываемые в целях получения тематической информации в большинстве случаев представлены изображениями. С каждым годом возрастающий объем информации стимулирует развитие быстродействующих вычислительных ресурсов, способных выполнять анализ изображений, используя комбинированные алгоритмы и методики, обеспечивающие высококачественный уровень анализа при имеющихся ограничениях.
При анализе изображения встает задача определения характеристик, по которым возможно разделение изображения на однородные области. В дальнейшей обработке определенные области используются для классификации. Классификация представляет собой процесс установления соответствия между областями на изображении и реальными объектами. Соответствие определяется по критериям схожести. На данный момент существует множество алгоритмов, учитывающих не только яркостные характеристики объектов, но текстурные и иные признаки (Форсайт, 2008).
Основываясь на приведенных соображениях, при создании методики классификации изображения можно выделить следующие основные этапы:
Разделение изображения на однородные области,
Вычисление признаков для каждой однородной области
Классификация однородных областей по вычисленным признакам.
При разработке алгоритма классификации возникает ряд проблем, связанных с особенностями интерпретации данных и учетом характеристик объектов:
Процедура сегментации изображения выполняется с большей точностью, при учете априорной информации в исследуемой предметной области, что требует экспертных знаний, а также настройки параметров, обеспечивающих качество выделения однородных областей.
При использовании искусственных нейронных сетей (ИНС) для задач классификации изображений возникает задача точной настройки алгоритма, учитывающего пространство признаков, что является необходимым критерием при анализе большого объема данных в процессе обучения нейронной сети.
Зачастую, неоднозначное представление данных нейронной сетью, вынуждает использовать более простые методы классификации.
Простые методы классификации могут быть представлены обучаемыми или необучаемыми моделями, в большинстве случаев обучаемые модели подразумевают установление регионов, вычисленные признаки которых будут использоваться как эталонные, при идентификации объектов на изображениях.
Актуальность данной работы обуславливается низкой точностью существующих простых методов классификации, и отсутствием учета непрямых спектральных признаков в окрестности каждого элемента изображения.
Целью работы является исследование алгоритма, основанного на сингулярном разложении матриц яркостей для задач анализа цифровых изображений космических съемочных систем.
Для достижения поставленной цели исследования необходимо решить следующие задачи:
Изучение существующих методов сегментации и классификации данных дистанционного зондирования Земли с целью анализа современного состояния предметной области для формирования требований к исследуемому алгоритму.
Отбор параметров, используемых в качестве признаков объектов
Разработка алгоритма классификации на основе сингулярного разложения матриц.
Проведение эксперимента и анализ результатов:
Подбор данных для обработки
Предварительная обработка данных
Классификация изображений разработанным методом
Анализ результатов сегментации
Научная новизна работы заключается в использовании алгоритма сингулярного разложения матриц яркостей для задач объектно-ориентированной классификации объектов на спектрозональных и гиперспектральных снимках.
Данный алгоритм подразумевает использование в качестве признаков объектов не прямые спектральные характеристики пикселей, а сингулярные значения областей изображения, учитывающие параметры яркости в исследуемой окрестности.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету