Extraction of straight lines with subpixel precision: comparative study among three methods

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bazan, Wimerson Sanches
Data de Publicação: 2008
Outros Autores: Tommaselli, Antonio Maria Garcia, Galo, Mauricio, Telles, Sandra Stephan de Souza
Tipo de documento: Artigo
Idioma: por
Título da fonte: Boletim de Ciências Geodésicas
Texto Completo: https://revistas.ufpr.br/bcg/article/view/11276
Resumo: Nas áreas de Visão de Máquina e Fotogrametria as feições lineares extraídasde uma imagem podem ser utilizadas tanto como primitivas de umarepresentação vetorial em meio digital, quanto como controle para permitir adeterminação de elementos de orientação interior e exterior de uma câmara.Nas aplicações relacionadas à orientação de imagens, é necessário que aslinhas sejam extraídas com precisão subpixel, para garantir a confiabilidadedos parâmetros estimados. Este trabalho apresenta três abordagens paraextração de feições lineares com precisão subpixel. A primeira abordagembaseia-se no cálculo da média de posições subpixel calculadas ao longo de umperfil transversal à feição segmentada. Na segunda abordagem, ajusta-se umafunção parabólica aos tons de cinza interpolados ao longo da seçãotransversal, seguida de uma interpolação deste modelo para a determinaçãodas coordenadas subpixel do eixo da linha. Na terceira abordagem orefinamento subpixel é realizado ajustando-se uma superfície cilíndricaparabólica aos tons de cinza na vizinhança do eixo médio extraído numa etapade pré-processamento. A intersecção desta superfície com um plano normal àlinha resulta em uma parábola que permite obter o ponto crítico procurado porinterpolação. Foram realizados testes com imagens reais para comparar os métodos, concluindo-se que o ajuste de uma superfície parabólica é o queapresenta resultados mais precisos e acurados.
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spelling Extraction of straight lines with subpixel precision: comparative study among three methodsEXTRAÇÃO DE FEIÇÕES RETAS COM PRECISÃO SUBPIXEL: Estudo Comparativo Entre Três MétodosExtração de linhas; Precisão subpixel; Ajustamento de parábola; Superfície cilíndrica parabólica; Straight lines; Feature extraction; Subpixel precision; Surface fittingNas áreas de Visão de Máquina e Fotogrametria as feições lineares extraídasde uma imagem podem ser utilizadas tanto como primitivas de umarepresentação vetorial em meio digital, quanto como controle para permitir adeterminação de elementos de orientação interior e exterior de uma câmara.Nas aplicações relacionadas à orientação de imagens, é necessário que aslinhas sejam extraídas com precisão subpixel, para garantir a confiabilidadedos parâmetros estimados. Este trabalho apresenta três abordagens paraextração de feições lineares com precisão subpixel. A primeira abordagembaseia-se no cálculo da média de posições subpixel calculadas ao longo de umperfil transversal à feição segmentada. Na segunda abordagem, ajusta-se umafunção parabólica aos tons de cinza interpolados ao longo da seçãotransversal, seguida de uma interpolação deste modelo para a determinaçãodas coordenadas subpixel do eixo da linha. Na terceira abordagem orefinamento subpixel é realizado ajustando-se uma superfície cilíndricaparabólica aos tons de cinza na vizinhança do eixo médio extraído numa etapade pré-processamento. A intersecção desta superfície com um plano normal àlinha resulta em uma parábola que permite obter o ponto crítico procurado porinterpolação. Foram realizados testes com imagens reais para comparar os métodos, concluindo-se que o ajuste de uma superfície parabólica é o queapresenta resultados mais precisos e acurados.In the fields of Machine Vision and Photogrammetry, extracted straight linesfrom digital images can be used either as vector elements of a digitalrepresentation or as control entities that allow the determination of the camerainterior and exterior orientation parameters. Applications related with imageorientation require feature extraction with subpixel precision, to guarantee thereliability of the estimated parameters. This paper presents three approachesfor straight line extraction with subpixel precision. The first approachconsiders the subpixel refinement based on the weighted average of subpixelpositions calculated on the direction perpendicular to the segmented straightline. In the second approach, a parabolic function is adjusted to the grey levelprofile of neighboring pixels in a perpendicular direction to the segmentedline, followed by an interpolation of this model to estimate subpixelcoordinates of the line center. In the third approach, the subpixel refinement isperformed with a parabolic surface adjustment to the grey level values ofneighboring pixels around the segmented line. The intersection of this surfacewith a normal plane to the line direction generates a parabolic equation thatallows estimating the subpixel coordinates of the point in the straight line,assuming that this is the critical point of this function. Three experiments withreal images were made and the approach based on parabolic surfaceadjustment has presented better results.Boletim de Ciências GeodésicasBulletin of Geodetic Sciences2008-05-12info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistas.ufpr.br/bcg/article/view/11276Boletim de Ciências Geodésicas; Vol 14, No 1 (2008)Bulletin of Geodetic Sciences; Vol 14, No 1 (2008)1982-21701413-4853reponame:Boletim de Ciências Geodésicasinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRporhttps://revistas.ufpr.br/bcg/article/view/11276/7861Bazan, Wimerson SanchesTommaselli, Antonio Maria GarciaGalo, MauricioTelles, Sandra Stephan de Souzainfo:eu-repo/semantics/openAccess2008-05-12T17:58:04Zoai:revistas.ufpr.br:article/11276Revistahttps://revistas.ufpr.br/bcgPUBhttps://revistas.ufpr.br/bcg/oaiqdalmolin@ufpr.br|| danielsantos@ufpr.br||qdalmolin@ufpr.br|| danielsantos@ufpr.br1982-21701413-4853opendoar:2008-05-12T17:58:04Boletim de Ciências Geodésicas - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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