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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Análise de algoritmos da Transformada Watershed
Title Alternative: Analysis of algorithms of the Watershed Transform
Author: Korbes, André
Advisor: Lotufo, Roberto de Alencar, 1955-
Abstract: Resumo: A transformada watershed é uma técnica morfológica de segmentação de imagens inspirada na divisão de superfícies em bacias hidrográficas, tendo diversas formas de definição e de algoritmos. Este trabalho realiza uma análise sistemática da literatura de catorze destes algoritmos. Foram consideradas as principais abordagens existentes desde a introdução do primeiro algoritmo rápido por Vincent e Soille em 1991, até os trabalhos de Cousty et al. em 2009. Para melhor compreensão da área, as definições de transformada watershed são revisitadas, provendo o conjunto de soluções formais possíveis e esperadas dos algoritmos. Na análise destes algoritmos é fornecido pseudocódigo com notação uniformizada e uma implementação operacional Python permitindo abstrair detalhes de programação. Além disto, três algoritmos foram corrigidos para melhor aderência a definição e especificação. Também são identificadas propriedades tais como o comportamento de varredura dos pixels, uso de estratégias em particular, uso de estruturas de dados, entre outras. A compilação das informações sobre os algoritmos permitiu generalizá-los e classificá-los baseado em paradigmas clássicos da computação, a saber a busca em largura e em profundidade. Ambos são embasados na ordem de visitação dos pixels utilizada, sendo a busca em largura semelhante a simulação de inundação enquanto a busca em profundidade simula gotas de água em uma superfície. Foram também realizados estudos comparativos entre as definições implementadas pelos algoritmos, entre as estratégias utilizadas para tratamento de problemas comuns, entre o desempenho obtido pelos programas Python, e de paralelismo e abordagens utilizadas neste último caso. Desta forma, produziu-se um panorama geral e atualizado dos algoritmos de transformada watershed

Abstract: The watershed transform is a morphological image segmentation technique inspired on the division of surfaces in catchment basins, with several forms of definition and algorithms. This work accomplishes a survey of the literature on fourteen of these algorithms. The main approaches since the introduction of the first fast algorithm by Vincent and Soille in 1991, until the work of Cousty et al. in 2009 has been considered. For better understanding of the subject, the watershed definitions are revisited, providing the set of formal solutions that are possible and expected from the algorithms. On the analysis of the algorithms it is supplied pseudocode with a uniform notation and a Python operational implementation allowing to abstract programming details. Aside, three algorithms were corrected for better adherence to definition and specification. Also some properties such as the scanning behaviour, use of particular strategies, and use of data structures, among others were identified. The compilation of information of the algorithms allowed to generalise and classify them based on classic paradigms of computing, namely breadth-first and depth-first search. Both are based on the visiting order of the pixels, with the breadth-first similar to a flooding simulation while the depth-first simulates drops of water on a surface
Subject: Algoritmos
Morfologia matemática
Processamento de imagens
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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