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Tipo: Tese
Título: Abordagem estocástica para recuperação de imagens SAR baseada em conteúdo
Título em inglês: Stochastic approach for content-based SAR image retrieva
Autor(es): Sousa, Alcilene Dalília de
Orientador: Medeiros, Fátima Nelsizeuma Sombra de
Palavras-chave em português: Imagens SAR;Recuperação de imagem;Distância Estocástica;Método Rápido de Log-Cumulantes
Palavras-chave em inglês: Content-based image retrieval - CBIR;Synthetic aperture aadar - SAR;Stochastic distance;Fast log-cumulants method
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Data do documento: 31-Jul-2023
Citação: SOUSA, Alcilene Dalília de. Abordagem estocástica para recuperação de imagens SAR baseada em conteúdo. 2023. 59f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: Esta tese propõe um sistema de recuperação de imagens baseada em conteúdo (CBIR, do inglês \textit{Content-Based Image Retrieval}) usando distância estocástica para imagens de radar de abertura sintética (SAR, do inglês \textit{Synthetic Aperture Radar}). A metodologia considera a utilização da distribuição $G_{I}^0$ para descrever dados SAR em intensidade. Baseada nessa premissa, foram estabelecidas três etapas essenciais para a recuperação de imagens SAR bem como a avaliação dos resultados: i) Estimação dos parâmetros de rugosidade ($\alpha$) e escala ($\gamma$) da distribuição $G_{I}^0$, ou seja, etapa de extração de características das imagens. Para estimar os parâmetros foram testados dois métodos de estimação, o de máxima verossimilhança e uma abordagem rápida do método de log-cumulantes; ii) Utilização da distância estocástica triangular como medida de similaridade. O método avalia a semelhança entre uma imagem de consulta e as demais imagens no banco de dados para fazer a recuperação. A distância estocástica identifica as regiões mais semelhantes conforme as características da imagem que são os parâmetros estimados do modelo de dados; iii) Avaliação da nossa proposta aplicando a medida \gls{MAP} e considerando recortes de uma imagem de cada sensor de radar, ou seja, UAVSAR, OrbiSAR-2 e ALOS PALSAR. Os resultados com o método CBIR-SAR foram obtidos para imagens sintéticas que alcançaram o maior valor de MAP, recuperando regiões extremamente heterogêneas. Com as imagens SAR reais, o método CBIR-SAR obteve valores de MAP acima de 0,833, para todos os canais de polarização, para amostras de imagens de floresta (UAVSAR) e áreas urbanas (ORBISAR). Nossos resultados confirmaram que o método proposto é sensível à textura presente na imagem e, portanto, depende da qualidade da estimativa dos parâmetros que são entradas na distância estocástica para realização da recuperação efetiva da imagem.
Abstract: This thesis proposes a Content-Based Image Retrieval (CBIR) system using stochastic distance for Synthetic Aperture Radar (SAR) images. The methodology considers the $G_{I}^0$ distribution to describe \gls{SAR} data in intensity. Based on this premise, three essential steps were established to retrieve SAR images as well as to evaluate the results: i) Estimation of the roughness ($\alpha$) and scale ($\gamma$) parameters of the distribution $G_{I} ^0$, i.e., the image feature extraction step. To estimate the parameters, two estimation methods were tested: the maximum likelihood and a fast approach of the logcumulant method; ii) The use of the triangular stochastic distance as a similarity measure. The method evaluates the similarity between a query image and the other images in the database to perform the content-based image retrieval. The stochastic distance identifies the most similar regions according to the image characteristics that are the estimated parameters of the data model; iii) Evaluation of our proposal applying the \gls{MAP} measure and considering clippings of an image from each radar sensor, that is, UAVSAR, OrbiSAR-2 and ALOS PALSAR. The results with the CBIR-SAR method were obtained for synthetic images that achieved the highest MAP value, recovering extremely heterogeneous regions. Using real SAR images, the CBIR-SAR method obtained MAP values above 0.833, for all polarization channels for forest image samples (UAVSAR) and urban areas (ORBISAR). Our results confirmed that the proposed method is sensitive to the texture present in the image and, and thus it relies on the quality of the estimated parameters that are inputs of the stochastic distance to perform the effective image retrieval.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78915
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/8412497346818937
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-3075-8771
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/5144730275745518
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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