Fit eines Polygons auf ein Bildsegment
Überblick
Hier wird exemplarisch aufgezeigt, welche Möglichkeiten die Strukturevolution bei der Optimierung bietet.Als Beispiel wird das Fitten eines Polygon an ein Bildsegment verwendet. Das Segment könnte mit Hilfe eines Segmentierungsalgorithms aus einem Bild extrahiert worden sein (z.B. ein Feld aus Luftaufnahmen).
Da man aber meist nicht an den einzelnen Bildpixeln interessiert ist, sondern nur die Eckpunkte eines Polygon abspeichern (Datenreduktion) und weiterverarbeiten möchte (Wissensextraktion), so muss das beste Polygon mit Hilfe eines Algorithmus gefunden werden.
Im folgenden wird aufgezeigt, wie diese Problem mit Hilfe der Strukturevolution gelöst werden kann.
Strukturevolution
Die Strukturevolution ist ein Optimierungsverfahren, das sich von der Evolutionsstrategie ableitet. Aber im Gegensatz zur Evolutionsstrategie, bei der nur die Parameter eines Systems optimiert werden, wird bei der Strukturevolution auch die Struktur optimiert.Für das Beispiel des Polygonfits bedeutet dies, dass nicht nur die Eckpunkte des Polygons optimiert werden, sondern dass auch die Anzahl der Eckpunkte bestimmt wird.
Ergebnisse
Start mit einem Zufallspolygon:
Nach eine paar Generationen entspricht
das Polygon schon besser dem gewünschten
Ergebnis:
Mit der Anzahl der Generationen
wird das Ergebnis immer besser:
Kurz vor der optimalen Lösung:
Zusammenfassung
Mit Hilfe der Strukturevolution kann das Problem des Fits eines Polygons an ein Segment gelöst werden.Home Klick hier!