Warp Metric Distance: Aprimorando o Uso de Histogramas de ... - SBIS

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
A
B
0 2 4 6 8 10 12
B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A 24.0 5.0 13.0 10.0 13.0 20.0 7.2 3.0 2.0 0.5 1.0 1.3 0.0
0 28.0 4.0 27.0 42.0 60.0 75.0 83.0 103 128 154 182 209 236 264
1 7.0 21.0 6.0 12.0 15.0 21.0 34.0 34.2 38.2 43.2 49.7 55.7 61.4 68.4
2 8.0 37.0 9.0 11.0 13.0 18.0 30.0 30.8 35.8 41.8 50.7 56.7 62.4 69.4
3 12.0 49.0 16.0 10.0 12.0 22.0 26.0 30.8 39.8 45.8 53.3 61.7 67.4 74.4
4 16.4 56.6 27.4 13.4 16.4 15.4 19.0 28.2 41.6 54.2 61.7 68.7 76.8 83.8
5 15.0 65.6 37.4 15.4 18.4 17.4 20.4 26.8 38.8 51.8 66.3 75.7 82.4 91.8
6 5.0 84.6 37.4 23.4 20.4 25.7 32.4 22.6 24.6 27.6 32.1 36.1 39.8 44.8
7 2.0 106 40.4 34.4 28.4 31.4 43.7 27.8 23.6 23.6 25.1 26.1 26.8 28.8
8 0.4 130 45.0 47.0 38.0 41.0 41.0 34.6 26.2 25.2 23.7 24.3 25.2 25.6
9 5.0 149 45.0 53.0 43.0 46.0 56.0 36.8 28.2 28.2 28.2 27.7 28.0 30.2
10 0.6 172 49.4 57.4 52.4 55.4 65.4 43.4 30.6 29.6 28.3 28.1 28.4 28.6
11 0.6 196 53.8 66.2 61.8 64.8 74.8 50.0 33.0 31.0 28.4 28.5 28.8 29.0
12 0.0 220 58.8 66.8 71.8 74.8 84.8 57.2 36.0 33.0 28.9 29.4 29.8 28.8
Figura 3. Dois histogramas e a respectiva matriz de ajuste, com percurso de ajuste W em destaque.
Resultados
A fim de testar a precisão da WMD, foram
realizados experimentos sobre uma base contendo
4242 imagens gerais de regiões do corpo humano,
oriundas de exames de tomografia computadorizada
e ressonância magnética. Utilizou-se um aplicativo
que realiza consultas aos vizinhos mais próximos a
partir de uma imagem de referência e apresenta na
tela miniaturas das imagens encontradas.
Os experimentos foram de dois tipos: 1)
comparações visuais dos resultados obtidos com
uso da distância métrica e com uso da WMD em
consultas às 40 imagens mais próximas a imagens
de referência diversas; 2) comparações através do
cálculo de precision x recall dos resultados obtidos
com uso da distância métrica e com uso da WMD
em relação a testes de vizinhos mais próximos
realizados com médicos radiologistas.
Experimento 1. Foram tomadas como referência
diversas imagens de regiões tais como: cérebro,
pescoço, coluna cervical, abdome e tórax. Foram
executadas consultas aos 40 vizinhos mais
próximos para cada imagem de referência, com
ambas a distância métrica e a WMD.
A Figura 4 ilustra os resultados obtidos para
uma imagem de abdome inferior. Nela podemos
constatar que a WMD retornou um conjunto de
imagens com grau de semelhança (em relação à
imagem de busca) bem maior do que a distância
métrica. Isso se deve ao fato de que várias das
imagens capturadas com a WMD, embora bastante
semelhantes à imagem de busca, possuíam
distorções de brilho e contraste em relação a esta.
Por causa disso, essas imagens acabaram sendo
descartadas pela distância métrica.
Por outro lado, a WMD não apresentou
resultados melhores nas consultas em que a
imagem de busca era muito escura (com quantidade
de buckets abaixo de 10). Para essa situação, os
poucos valores de níveis de cinza presentes fazem
com que dois níveis vizinhos representem regiões
distintas e específicas da imagem e, por isso, o
efeito warp acaba por "confundir" essas regiões.
Nesse caso, é melhor manter o uso da distância
métrica nos cálculos de similaridade.