Texture analysis using complex system models: fractal dimension, swarm systems and non-linear diffusion (2016)
- Authors:
- Autor USP: MACHADO, BRUNO BRANDOLI - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SCC
- Subjects: REDES COMPLEXAS; ATRIBUTOS VISUAIS (COMPUTAÇÃO GRÁFICA); BANCO DE DADOS; VISÃO COMPUTACIONAL; SISTEMAS MULTIAGENTES
- Keywords: Análise de textura; Analysis texture; Complex networks; Difusão anisotrópica; Dimensão fractal; Fractal dimension; Non-linear diffusion; Swarm system
- Language: Inglês
- Abstract: A textura é um dos principais atributos visuais para a descrição de padrões encontrados na natureza. Diversos métodos de análise de textura têm sido usados como uma poderosa ferramenta para aplicações reais que envolvem análise de imagens e visão computacional. Entretanto, os métodos existentes não conseguem discriminar com sucesso a complexidade dos padrões de textura. Tais métodos desconsideram a possibilidade de se descrever estruturas de imagens por meio de medidas como a dimensão fractal. Medidas baseadas em fractalidade permitem uma interpretação geométrica não inteira que possui aplicações encontradas em áreas como matemática, física, e biologia. Sobre esta lacuna metodológica, a hipótese central desta tese é que texturas presentes na natureza podem ser medidas como superfícies fractais irregulares devido à sua geometria complexa, o que pode ser explorado para fins de análise de imagens e visão computacional. Para superar tais limitações, avançando o estado da arte, esta tese se inicia com uma análise das características de texturas baseada em caminhadas aleatórias de agentes sobre superfícies de imagens. Esta primeira análise leva a um método que combina dimensão fractal com caminhadas de agentes sobre a superfície de imagens. Em uma segunda abordagem, usa-se a difusão não-linear para representar imagens de texturas em diferentes escalas, as quais são descritas via dimensão fractal para fins de classificação de imagens. Em uma terceira proposta, emprega-se a dimensãofractal sobre múltiplas escalas derivadas de uma mesma imagem com o propósito de se realizar a descrição multi-escala de texturas. Um dos propósitos específicos foi a detecção automática de doenças em folhas de soja. Por último, as características de textura foram exploradas segundo uma metodologia baseada em redes complexas para análise de aglomeração de partículas em imagens de nanotecnologia. Os resultados alcançados nesta tese demonstraram o potencial do uso de características de textura. Para tanto foram usadas técnicas de dimensão fractal de Bouligand-Minkowski, multiagentes Artificial Crawlerse difusão não-linear de Perona-Malik, os quais alcançaram eficácia e eficiência comparáveis ao do estado da arte. As contribuições obtidas devem suportar avanços significativos nas áreas de engenharia de materiais, visão computacional, e agricultura.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2016
- Data da defesa: 18.04.2016
-
ABNT
MACHADO, Bruno Brandoli. Texture analysis using complex system models: fractal dimension, swarm systems and non-linear diffusion. 2016. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-24112016-113253/. Acesso em: 14 fev. 2026. -
APA
Machado, B. B. (2016). Texture analysis using complex system models: fractal dimension, swarm systems and non-linear diffusion (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-24112016-113253/ -
NLM
Machado BB. Texture analysis using complex system models: fractal dimension, swarm systems and non-linear diffusion [Internet]. 2016 ;[citado 2026 fev. 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-24112016-113253/ -
Vancouver
Machado BB. Texture analysis using complex system models: fractal dimension, swarm systems and non-linear diffusion [Internet]. 2016 ;[citado 2026 fev. 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-24112016-113253/
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