Supervised and unsupervised segmentation of textured images by efficient multi-level pattern classification

Abstract

This thesis proposes new, efficient methodologies for supervised and unsupervised image segmentation based on texture information. For the supervised case, a technique for pixel classification based on a multi-level strategy that iteratively refines the resulting segmentation is proposed. This strategy utilizes pattern recognition methods based on prototypes (determined by clustering algorithms) and support vector machines. In order to obtain the best performance, an algorithm for automatic parameter selection and methods to reduce the computational cost associated with the segmentation process are also included. For the unsupervised case, the previous methodology is adapted by means of an initial pattern discovery stage, which allows transforming the original unsupervised problem into a supervised one. Several sets of experiments considering a wide variety of images are carried out in order to validate the developed techniques.

Esta tesis propone metodologías nuevas y eficientes para segmentar imágenes a partir de información de textura en entornos supervisados y no supervisados. Para el caso supervisado, se propone una técnica basada en una estrategia de clasificación de píxeles multinivel que refina la segmentación resultante de forma iterativa. Dicha estrategia utiliza métodos de reconocimiento de patrones basados en prototipos (determinados mediante algoritmos de agrupamiento) y máquinas de vectores de soporte. Con el objetivo de obtener el mejor rendimiento, se incluyen además un algoritmo para selección automática de parámetros y métodos para reducir el coste computacional asociado al proceso de segmentación. Para el caso no supervisado, se propone una adaptación de la metodología anterior mediante una etapa inicial de descubrimiento de patrones que permite transformar el problema no supervisado en supervisado. Las técnicas desarrolladas en esta tesis se validan mediante diversos experimentos considerando una gran variedad de imágenes.