Print PDF

AZ ADATFELDOLGOZÁS TÍPUSAI (GÓCKERESÉS)

DR WINKLER GUSZTÁV

A képek információtartalma és kapcsolata a valós világgal:

Egy bio-térinformatikai rendszer adatfeltöltése távérzékeléssel (a látható és az infravörös tartományban) általában analóg és/vagy digitális képi adatokat eredményez. Ahhoz, hogy ezekből az adatokból számunkra közvetlenül használható információ keletkezzen, részben értelmeznünk kell őket, részben elhelyeznünk őket a világban, illetve ennek valamilyen modelljében. Az kijelenthetjük, hogy ez a modell esetünkben az egyes személy, általában góckeresés esetén tovább bontva szervi szintre. Ehhez az értelmezéshez, feldolgozáshoz csoportosítani kell a belőlük kinyerhető jellemzőket. A gyakorlatban, felhasználhatóságuk szempontjából háromféle adatot, (feldolgozás után információt) különböztethetünk meg. Ezek a geometriai, a fizikai és a tartalmi információk. Természetesen mindhárom egyszerre fordul elő, de a szomatoinfra eljárások integrálásához külön kell őket tárgyalni, mivel esetükben eltérő súllyal szerepelnek a fenti tulajdonságok, a végleges értékelésnél például túlnyomó szerepe van a tartalmi információknak.

Geometriai információk és illesztésük, beleértve az infravörös technikát:

A geometriai információ a felvételeknek azt a tulajdonságát jelenti, hogy a leképezett objektumok, jelenségek alakját, méreteit elhelyezkedését valamilyen rendszerhez képest meg tudjuk határozni (bio-térinformatika esetén ez első lépésben a valós méretű ember-modell). A leképezési módszer határozza meg azokat az alapvető lehetőségeket, amelyek eredményeként pontos, vagy kevésbé pontos geometriai adatszolgáltatást tudunk elérni (1. ábra). Általában kimondható, hogy a legjobb alapanyag a mérőkép, hiszen ez biztosítja leginkább a geometriai homogenitást, amiatt, hogy az egész kép területére csak egyetlen forgatási mátrix szükséges a modellezéséhez, és ez mindegyik képpontra egyaránt vonatkozik. Ennek folyománya, hogy a valós személyes modell létrehozása fotogrammetriai eszközökkel (fényképezés alapján) megvalósítható, az összes geometriai információ kinyerhető. Természetesen e mellett újabban néhány aktív módszer is pontos modellt szolgáltathat, pl. a mélységkép-eljárás, a lézer-szkenner, stb.

Megjegyzendő, hogy a szomatoinfra eljárások alkalmazása esetünkben mindig adott, hiszen a rendszer alapvető célja a szomatoinfra feldolgozás eredményeinek kiegészítése, esetleg pontosítása. Tehát röviden érinteni kell magának a felhasznált infravörös eszköznek geometriai kérdéseit, helyét a geometriai adatszolgáltatásban. Erről a korábbi cikkekben már szó volt, most ismétlésként csak az érdekes, hogy jelenleg már az infravörös leképező eszközök dióda-mátrix képrögzítővel rendelkeznek, ez pedig gyakorlatilag egyidejű leképezést jelent.

Mint láttuk, itt a fő problémát a leképező rendszer geometriai felbontóképessége jelenti, az ezekből a képekből közvetlenül előállítható modellek (2D, 2,5D, 3D) térbeli felbontása is elmarad az optikai eszközök teljesítményétől. Mindenesetre elviekben érdekes lenne megvizsgálni ezt az utat is, hiszen így lényegesen leegyszerűsödne a „térképzési” folyamat.
Az infravörös radiométerek további problémája, mint korábbi dolgozatunkban láttuk, a lencserendszer. Ugyanis ahhoz, hogy a leképezett objektum geometriailag felismerhető, nagy pontossággal értékelhető legyen, a rendszernek kis optikai elrajzolással kellene rendelkezni. Ez általában nincs így, tehát a felbontást is figyelembe véve, el kellene tekinteni ezen eszközök képeinek felhasználásáról a geometriai adatgyűjtés viszonylatában. Ennek ellenére az előbb említett okokból egy vizsgálatot megérne a dolog, azért is, mert az elrajzolás mértéke és a felbontás-csökkenés nagyságrendje azonos lehet.

Fizikai információk és illesztésük:

A fizikai információ a felvételek esetében azt a jelenséget jelenti, hogy a leképezett objektumok spektrális viszonyait, ezen belül tulajdonságait valamilyen rendszerhez képest meg tudjuk határozni. Ez gyakorlatilag minden képi információra nézve lehetséges. Azonban lényeges kiinduló szempont, hogy a szomatoinfra esetében nem törekszünk az emisszión alapuló képi értékek abszolút módon való meghatározásához. De a leképezési eljárások módszerei miatt ez a feldolgozás lehet egyértelmű, vagy kevésbé meghatározott. Általában kimondható, hogy a legjobb alapanyagok a fizikai jellemzők kiértékeléséhez az úgynevezett multispektrális (MS) eljárások, mégpedig azért, mert esetükben adott a többszörösség elve a spektrális viszonyok vizsgálatát tekintve. Jelen esetben a többszörösség az egy objektumra vonatkozó, egyértelmű, több információ-sorozatot jelenti. Tehát nyilvánvalóan egyértelműbb a vizsgálat eredménye egy személy esetén, ha az infravörös felvételezés mellett az adatgyűjtés a látható fényre is kiterjed (utófeldolgozás lehetősége), vagy a kiértékelő legalább „saját szemével” is információt gyűjt a páciensről.
Azokat az alapvető kérdéseket, hogy valamilyen detektált objektum, jelenség milyen tulajdonságú, és állapotú, általában a képi tónusokból, (konvertálva színekből), esetleg a képi szerkezetből válaszolhatjuk meg. Ezek alapján a geometriai feldolgozás (esetenként fotogrammetriai kiértékelés) után képfeldolgozási eszközökkel a felderített jelenség minősíthető, legalábbis különféle eljárásokkal előkészíthető a végleges értelmezéshez (2. ábra). Itt jegyzendő meg, hogy a fizikai információk kiértékelésének alapmódszere a digitális képfeldolgozás (főként MS anyagok esetén), mivel ez biztosítja a többi lehetőséggel szemben az egyértelmű és legpontosabb megoldást. Azonban a szomatoinfra vizsgálati módszer esetében fokozottan áll, hogy a képfeldolgozás inkább csak elősegíti a kiértékelést, mivel a végleges döntést a gyakorlati tapasztalat, valamint a hátérinformációk alapozzák meg.

Egyébként az információknak ezt a fajtáját „tartalmi” információnak szoktuk nevezni (lásd később).

A fizikai információk feldolgozásának szintén meghatározó kérdése az információk illesztése a valósághoz, ennek modelljéhez. Ez minden esetben valamilyen tulajdonság-rendszerhez való illesztést jelent. Ezért át kell tekinteni az illesztés lehetőségeit, módszereit ezen a területen is. A fentiekben már említettük, hogy a multispektrális (fotó, termográfia, röntgen, stb.) anyagok kiemelt helyet foglalnak el a szomatoinfra rendszer kiegészítéseként, különösen, ha egyúttal az információkat térinformatikai környezetben is fel kívánjuk dolgozni.
Az érzékelt fizikai információk abszolút értékének (a valós világhoz rendelésének) meghatározására két megoldás lehetséges. Egzakt módszer, ha a vizsgálattal egy időben sugárzási méréseket végzünk a testen. Így a spektrális mérések eredményei azonnal bevihetők a kiértékelésbe, közvetlen eredmények meghatározására alkalmasan. Itt kell megjegyezni, hogy a geometriai információkkal ellentétben ez az egzakt illesztési eljárás erősen időfüggő (akár néhány perc elteltével is). Így gyakorlatilag a spektrométeres méréseket, amennyiben részletesebb, mélyebb információkat szeretnénk (pl. betegségek, stb.), közvetlenül a távérzékelési folyamat részeként kellene alkalmazni, hiszen egy objektum spektrális szerkezete pillanatnyi jellegű. Ezért a szomatoinfra eljárásban azt alkalmazzák (és a bio-térinformatikai rendszernek ezt kell figyelembe venni), hogy az értékelés folyamatában úgynevezett háttér-információkat (tartalmi információkat) használnak a fizikai jellemzők illesztésénél. Ez amiatt is megállja a helyét, mert a folyamatban az emissziós foton-sugárzás relatív értékei a fontosak.

Tartalmi információk és illesztésük:

A tartalmi információ a felvételek értékelésének azt az elemét jelenti, hogy a képeken szereplő objektumok, jelenségek háttér-tulajdonságait, kapcsolatrendszerét, jellegét a környezetével valamilyen rendszerhez képest meg tudjuk határozni (3. ábra). Ez gyakorlatilag minden képi információra nézve lehetséges, hozzátéve, hogy ez jórészt a kiértékelő személy tudásának függvénye. A kiértékelési eljárások módszerei miatt az ilyen feldolgozás lehet egyértelmű, vagy kevésbé meghatározott, de általában mindig relatív, leíró jellegű. Általában kimondható, hogy a multispektrális (MS) eljárások, a multitemporális (MT- több időben végrehajtott) módszerek támogatják az eredmények egyértelműségét. Mégpedig azért, mert esetükben adott a többszörösség elve a kapcsolatok vizsgálatát tekintve. Ebben az esetben is azokat az alapvető kérdéseket, hogy valamilyen objektumhoz, jelenséghez milyen háttér-tulajdonság, milyen összefüggés, kapcsolat tartozik, általában részben a képi tónusokból, színekből válaszolhatjuk meg, jórészt azonban a szerkezetből, képi jelzésekből. Megjegyzendő, hogy különösen a szomatoinfra eljárásoknál nagy szerep jut az úgynevezett indikátoroknak, ami azt jelenti, hogy a „fedett”, vagy nem látható jelenségek értelmezhetők más, kapcsolódó jelenségek kiértékelésével.

A tartalmi információk feldolgozásának szintén fontos összetevője az információk illesztése a valósághoz. Gyakorlatilag a legtöbb esetben a tudat által megszűrt adatok szolgálnak illesztő elemekként, napjainkban pedig egyre nagyobb szerepe lesz a térinformatikai adatbázisok geometriailag és fizikailag illesztett információinak.

Az első esetben a tudatban összegyűlt adatok szerepelnek szellemi adatbázisként. Mindkét esetben a szubjektumnak van meghatározó szerepe, tehát emiatt tekinthető a folyamat alkotó tevékenységnek is. Ebből következik, hogy a meglévő térinformatikai adatbázisok szerepe a jövőben a fotointerpretáció területén tovább növekszik.
Egy érdekes kérdést is meg kell említeni. A szomatoinfra vizsgálatoknál sok esetben, a különböző (eltérő méretarányú és felbontású) alapanyagok, képek együttes kezelésénél, a tartalmi adatok illesztésénél a korábban említett geometriai és esetenként fizikai eltérések miatt nem tudjuk eldönteni, hogy a modell-felszín bizonyos területein látszó objektum micsoda, ugyanaz-e, mint a másik képen. Ekkor úgynevezett tartalmi jellegű geometriai illesztést lehet alkalmazni (ez bizony az, ha ott van).  
Végül meg kell említeni, hogy a tárgyalt módszer elsajátításához különböző mélységű és tartalmú oktatás szükséges. A felvételezés körülményeinek, a közvetlen fizikai adatok rögzítésének lehetséges eljárásai viszonylag érthetően, megfelelő segédeszközökkel, oktatással elsajátíthatók. A tartalmi információk meghatározása (pl. a vizsgálatok értelmezése) azonban az elméleti kérdések tisztázása mellett nagyon sok gyakorlatot, kreativitást igényel, tehát a tanulási folyamata az előzőeknél lényegesen bonyolultabb.