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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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