Ogrodje za ocenjevanje barve svetila z linearnimi digitalnimi filtri, prilagojenimi na posamezno sliko : doktorska disertacija

slovenski

doktorska dela

2020

analiza neodvisnih komponent   analiza osnovnih komponent   barvna vztrajnost   doktorske disertacije   konvolucija   ocenjevanje osvetlitve   ogrodje sivih robov   prilagajanje filtrov

Univerza v Mariboru, Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko

V doktorski nalogi raziskujemo problem barvne vztrajnosti oziroma problem ocenjevanja barve uniformne osvetlitve scene na podlagi zajete digitalne slike. Predstavimo posplošitev uveljavljenega ogrodja sivih robov z vpeljavo diskretizacije in operacije konvolucije. Za ocenjevanje osvetlitve z našim ogrodjem predlagamo uporabo filtrov, prilagojenih vsebini slike. Filtre konstruiramo bodisi z metodo linearne analize osnovnih komponent (PCA) ali z metodo neodvisnih komponent (ICA). Metodo pospešimo tako, da namesto računanja celotne konvolucije uporabimo zgolj vzorce iz slike oziroma uporabimo tehniko podvzorčenja. Skonstruirane prilagojene filtre v nadaljevanju uporabimo tudi kot samostojne metode barvne vztrajnosti v postopku kombiniranja metod. V eksperimentalnem delu opravimo tri večje eksperimente z uveljavljenima javnima evalvacijskima podatkovnima zbirkama Gehler-Shi in NUS. V prvem eksperimentu primerjamo rezultate predlaganih metod z metodami ogrodja sivih robov in drugimi modernimi metodami ocenjevanja osvetlitve. Predlagani metodi barvne vztrajnosti iz našega ogrodja dosegata nižje napake in nižji povprečni rang od drugih metod ogrodja sivih robov. Predlagana metoda kombiniranja rezultatov pa dosega nižje napake od izvorne metode. V drugem eksperimentu primerjamo odpornost naših metod barvne vztrajnosti in metod ogrodja sivih robov na manjše spremembe v sceni. Spremembe simuliramo z rotacijo in translacijo slik. Pokažemo, da je predlagana metoda barvne vztrajnosti odporna na rotacijo scene, kadar v našem ogrodju uporabimo filtre, ki so prilagojeni vsebini slike z analizo osnovnih komponent. Po drugi strani pa so vse primerjane metode občutljive na premike v sceni. V tretjem eksperimentu primerjamo natančnost ocenjevanja osvetlitve, in sicer če v našem predlaganem ogrodju uporabimo bodisi tehniko podvzorčenja oziroma če osvetlitev ocenjujemo s pomočjo konvolucije. Pokažemo statistično značilno razliko v rezultatih med obema pristopoma. Ocena osvetlitve, pridobljena s podvzorčenjem, je bolj natančna od ocene osvetlitve, izračunane s pomočjo konvolucije. S predlaganimi pristopi v tej doktorski disertaciji dobimo primerljive ali boljše rezultate od sodobnih metod barvne vztrajnosti ob nižji računski kompleksnosti.

07.08.2023