Masterarbeit Corinna Harmening Raum-zeitliche Segmentierung ...

4.5 Analyse und Bewertung des entwickelten Segmentierungsansatzes
Segment nur unvollständig wiedergegeben wird. Diese Fälle treten zwar auf, sind in der
Regel jedoch auf eine geringe Datendichte zurückzuführen, die in der Datenerfassung begründet
liegt.
Die Güte der endgültigen Segmentierung ist stark vom Ergebnis der Vorsegmentierung
abhängig: Die Voraussetzung für ein erfolgreiches Region-Merging stellt eine vorsegmentierte
Punktwolke ohne Untersegmentierungen dar. Ist diese Bedingung nicht erfüllt,
treten garantiert auch im endgültigen Ergebnis Untersegmentierungen auf, was für die
späteren Anwendungen nicht als zufriedenstellend angesehen werden kann. Gleichzeitig
erschweren zu starke Übersegmentierungen ein Region-Merging, denn insbesondere der
kantenbasierte Ansatz setzt voraus, dass für jedes der Blätter ein verhältnismäßig großes
Segment existiert, welches um benachbarte kleinere Segmente erweitert wird. Würde sich
jedes Blatt aus einer Vielzahl kleiner Segmente zusammensetzen, würde die Einführung
einer Kantenmindestlänge ihren Zweck nicht erfüllen und damit die Unterscheidung zwischen
Crease-Edges innerhalb eines Blattes und Crease-Edges, die von zwei benachbarten
Blättern gebildet werden, scheitern. Der Parameter, der das Auftreten von Über- und Untersegmentierungen
steuert, ist die Konstante κ bzw. die von der mittleren Z-Koordinate
abhängige Funktion κ(z min ): Allein sie steuert die Güte der Vorsegmentierung und damit
die Güte der endgültigen Segmentierung; eine sorgfältige Wahl ist somit unerlässlich. Für
die beiden in dieser Arbeit verwendeten Datensätze wurden geeignete Werte festgelegt,
diese müssen jedoch nicht zwangsläufig für alle Wachstumsstadien einer Gurkenpflanze
geeignet sein.
Abgesehen von der Wahl dieses Parameters führt der entwickelte Algorithmus die Segmentierung
vollautomatisch durch und bildet somit die Grundlage für eine automatische
Phänotypisierung.
Neben der Güte der Ergebnisse spielt für die Beurteilung des Algorithmus auch die Laufzeit
eine Rolle: Der für die Vorsegmentierung verwendete Algorithmus von Felzenszwalb
u. Huttenlocher (2004) ist ein gieriger Algorithmus, dessen Laufzeit allein von der Anzahl
der Kanten im Graphen abhängt und somit sehr effizient ist. Den mit Abstand größten
Rechenaufwand in der Berechnungskette erfordert das Region-Merging, obwohl auch an
dieser Stelle nur lokale Entscheidungen getroffen werden: In diesem Schritt müssen für
jedes Segment mit einer bestimmten Mindestgröße alle Nachbarsegmente gefunden und
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