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ENTORNO MATLAB PARA FILTRADOENTORNO MATLAB PARA FILTRADOENTORNO MATLAB PARA FILTRADO ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES BASADO EN ECUACIONES
DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS YDIFERENCIALES CONVOLUTIVAS YDIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE.CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE.
NUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONES
Tutores:Tutores:
Autores:Autores:
A t R d í M tíA t R d í M tí
Carmen Quintano PastorCarmen Quintano PastorDpto. Tecnología ElectrónicaDpto. Tecnología Electrónica
Ed d C t M tEd d C t M tArturo Rodríguez MartínezArturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Isaac Palomo BarcenillaBarcenilla
Eduardo Cuesta MonteroEduardo Cuesta MonteroDpto. Matemática AplicadaDpto. Matemática Aplicada
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
ÍNDICEÍNDICE
JUSTIFICACION Y OBJETIVOSJUSTIFICACION Y OBJETIVOS
INTRODUCCION TEORICAINTRODUCCION TEORICAINTRODUCCION TEORICAINTRODUCCION TEORICA
IMPLEMENTACIÓNIMPLEMENTACIÓN
BATERÍA DE PRUEBASBATERÍA DE PRUEBAS
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Autores: Arturo Rodríguez Martínez Isaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
JUSTIFICACIÓN
Continuidad con proyectos anteriores
JUSTIFICACIÓN
- 1º Filtrado de video- 2º Filtrado imágenes- 3º Filtrado y clasificación de imágenes de satélite
- Limitaciones: interfaz poco amigable, clasificación confusa, índices de fiabilidad.
Nuestro proyectoNuestro proyecto- Entorno Matlab (programación mediante script)- Mejora de trabajos anteriores: solucionar las limitaciones.Mejora de trabajos anteriores: solucionar las limitaciones.
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
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JUSTIFICACIÓN
Entrada
JUSTIFICACIÓN
- Imágenes de satélite: imágenes multiespectrales (visible, infrarrojo cercano y medio).
SalidaSalida- Imagen temática con dos clases de interés y medida de su fiabilidad.
Entorno programaEntorno programa- Filtrado basado en ecuaciones diferenciales de tipo convolutivo que permite
filtrar una imagen preservando los bordes.- Clasificación que permite categorizar una banda de imagen monobanda.- Reclasificación que agrupa las clases deseadas en una única clase de
interés.
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
- Índices fiabilidad que proporcionan información acerca de la fiabilidad de la clasificación efectuada al compararla con una imagen verdad-terreno.
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OBJETIVOS
Crear una nueva interfaz robusta que permita integrar el filtrado basado
OBJETIVOS
en ecuaciones diferenciales de tipo convolutivo de imágenes de satélite,su clasificación y la evaluación de su fiabilidad
- Modificación de la interfaz existenteModificación de la interfaz existente
- Creación de un nuevo sistema de visualización
- Integración de la función de Filtradog
- Implementación de la función de Clasificación optimizada
- Creación de funciones de cálculo de fiabilidad
- Realización de batería de pruebas
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
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INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Filtrado
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
- Reducción de ruido- Preservación de los bordes- Global / local / mixto- Número de divisiones: debe ser divisor del tamaño de la imagen.- Tiempo y número de pasosTiempo y número de pasos.
Clasificación- Cada pixel tiene su valor digital.Cada pixel tiene su valor digital.- Agrupación de clases de pixeles con valores digitales similares.
(Algoritmo k-means)
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
- Un único parámetro de entrada (número de clases)
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INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Cálculo de fiabilidad:
INTRODUCCIÓN TEÓRICA
- Muestreo: Seleccionamos puntos aleatorios de las áreas de estudio que representarán la fiabilidad del conjunto.
- Matriz de confusión: Obtenida al comparar la verdad terreno con la imagen- Matriz de confusión: Obtenida al comparar la verdad terreno con la imagen clasificada.
- Índices de fiabilidad:Í di k- Índice kappa
- Variabilidad- Error de omisión- Error de comisión- Fiabilidad de usuario y productor- Fiabilidad total
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ab dad o a
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IMPLEMENTACIÓN
Vista general del programa
IMPLEMENTACIÓN
Vista general del programa- Menú
- Zona de
visualizaciónvisualización
- Zona de trabajo o
funciones
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
funciones
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IMPLEMENTACIÓN
Cambios en el menú
IMPLEMENTACIÓN
Cambios en el menúEliminación de botones
Agrupación de botonesAgrupación de botones
Cambios en la zona de visualizaciónCambios en la zona de visualizaciónSeguimiento del proceso
Identificación de imágenesIdentificación de imágenes
Sistema de visualización
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IMPLEMENTACIÓN
Cambios en la zona de trabajo o funciones
IMPLEMENTACIÓN
Cambios en la zona de trabajo o funcionesClasificación no supervisada
Función de reclasificaciónAgrupamos clases
Algoritmos de muestreoAlgoritmos de muestreoSelección de puntos de trabajo
F nciones de cálc lo de los índices de fiabilidadFunciones de cálculo de los índices de fiabilidadSelección de verdad-terreno
Información de fiabilidad
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
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BATERÍA DE PRUEBAS
Objetivos:Objetivos:
BATERÍA DE PRUEBAS
Objetivos: Objetivos: -- VerificarVerificar sisi lala clasificaciónclasificación dede imágenesimágenes previamentepreviamente filtradasfiltradas
mediantemediante unun filtrofiltro dede tipotipo convolutivoconvolutivo proporcionaproporciona estimacionesestimaciones dedeáá dd C tillC till L óL ó áá fi blfi bl ll l ifi iól ifi ió ddáreasáreas quemadasquemadas enen CastillaCastilla yy LeónLeón másmás fiablesfiables queque lala clasificaciónclasificación dedelaslas imágenesimágenes originalesoriginales (sin(sin filtrar)filtrar)
-- IdentificarIdentificar loslos parámetrosparámetros dede laslas funcionesfunciones filtradofiltrado yy clasificaciónclasificación quequepp yy qqproporcionanproporcionan laslas estimacionesestimaciones dede áárearea quemadaquemada masmas fiablesfiables..
Dos zonas de estudioDos zonas de estudio
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 1
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 1-- Situación: Castilla y LeónSituación: Castilla y León
Sensor: MODISSensor: MODIS-- Sensor: MODISSensor: MODIS
-- Tamaño de pixel: 250x250 mTamaño de pixel: 250x250 m22
-- Tamaño: 99x99 pixelesTamaño: 99x99 pixelesTamaño: 99x99 pixelesTamaño: 99x99 pixeles
-- Banda: Banda: ReflectanciaReflectancia infrarrojo cercanoinfrarrojo cercano
-- Verdad terreno: imagen Verdad terreno: imagen rasterizadarasterizada de losde los
perímetros oficiales de incendios perímetros oficiales de incendios proporpropor--
cionadoscionados por la Junta de Castilla y Leónpor la Junta de Castilla y León
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 2
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 2-- Situación: Castilla y LeónSituación: Castilla y León
Sensor: MODISSensor: MODIS-- Sensor: MODISSensor: MODIS
Tamaño de pixel: 250x250 Tamaño de pixel: 250x250 mm22
-- TamañoTamaño: 80x80 pixeles: 80x80 pixelesTamañoTamaño: 80x80 pixeles: 80x80 pixeles
-- Banda: Banda: ííndice BAI (ndice BAI (BurnedBurned AreaArea IndexIndex))
(función de bandas roja e infrarrojo cercano)(función de bandas roja e infrarrojo cercano)
-- Verdad terreno: imagen Verdad terreno: imagen rasterizadarasterizada de losde los
perímetros oficiales de incendios proporcionados por la Junta de Castilla perímetros oficiales de incendios proporcionados por la Junta de Castilla y Leóny León
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
y Leóny León
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 1
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 1Filtrado local:
-Divisiones posibles: 3, 9, 11 y 33Divisiones posibles: 3, 9, 11 y 33
-Nº de pasos: 5
-Tiempo de paso: 0,003 sg
Clasificación:-Nº de clases: 2, 3, 4 y 5
-Reclasificación: 1 zona de interésReclasificación: 1 zona de interés
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 2
BATERÍA DE PRUEBAS
Zona de estudio 2Filtrado local:
-Divisiones posibles: 2, 4, 8, 10,Divisiones posibles: 2, 4, 8, 10,
16, 20 y 40
-Nº de pasos: 5
-Tiempo de paso: 0,003 sg
Clasificación:-Nº de clases: 2 3 4 y 5N de clases: 2, 3, 4 y 5
-Reclasificación: 1 zona de interés
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
BATERÍA DE PRUEBASBATERÍA DE PRUEBAS
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
Hemos creado una interfaz robusta y amigable que permite integrar elfilt d b d i dif i l d ti l ti dfiltrado basado en ecuaciones diferenciales de tipo convolutivo deimágenes de satélite, su clasificación y la evaluación de su fiabilidad.
Respecto a la interfaz:Respecto a la interfaz:- Nuevo diseño que permite el seguimiento y control de las imágenes (nuevo sistema de
visualización).
Respecto a las funciones de programa:- Nueva función de clasificación k-means.
- Algoritmos para análisis y comprobación de la fiabilidad de la clasificaciónAlgoritmos para análisis y comprobación de la fiabilidad de la clasificación.
Batería de pruebas
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONESSATÉLITE. NUEVAS CONTRIBUCIONES
EXTENSIONESEXTENSIONES
Como ejemplo de futuras actualizaciones y mejoras sugerimos las i i tsiguientes:
Respecto a la función de filtrado:Tratamiento de imágenes más grandes en tiempos menores- Tratamiento de imágenes más grandes en tiempos menores.
- Tratamiento más selectivo pudiendo el usuario elegir donde realiza el tratamiento y donde no.
- Utilización de imágenes rectangulares.
Respecto a la función de clasificación:Nuevos algoritmos de clasificación (mínima distancia paralelepípedos y/o máxima- Nuevos algoritmos de clasificación (mínima distancia, paralelepípedos y/o máxima probabilidad)
Respecto al cálculo de fiabilidad:
Autores: Arturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo Barcenilla
- Matriz de confusión que permita el uso de más de dos clases (otras zonas de interés)
ENTORNO MATLAB PARA FILTRADOENTORNO MATLAB PARA FILTRADOENTORNO MATLAB PARA FILTRADO ENTORNO MATLAB PARA FILTRADO BASADO EN ECUACIONES BASADO EN ECUACIONES
DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS YDIFERENCIALES CONVOLUTIVAS YDIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y DIFERENCIALES CONVOLUTIVAS Y CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE.CLASIFICACIÓN DE IMÁGENES SATÉLITE.
NUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONESNUEVAS CONTRIBUCIONES
Tutores:Tutores:
Autores:Autores:
A t R d í M tíA t R d í M tí
Carmen Quintano PastorCarmen Quintano PastorDpto. Tecnología ElectrónicaDpto. Tecnología Electrónica
Ed d C t M tEd d C t M tArturo Rodríguez MartínezArturo Rodríguez MartínezIsaac Palomo BarcenillaIsaac Palomo Barcenilla
Eduardo Cuesta MonteroEduardo Cuesta MonteroDpto. Matemática AplicadaDpto. Matemática Aplicada
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