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Dott. Simone Provenzano - Tecniche di analisi di immagine applicate allo studio dei suoli

Tesi di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche - Capitolo II - Cenni teorici sull'analisi di immagine - Unical

 

 

 

 

 

Baveye et al. (2010) hanno eseguito un test per mostrare l'influenza della soggettività valutando i risultati ottenuti (di cui si riportano alcuni esempi in Fig. 2.25) dall'applicazione del thresholding per isolare la porosità su alcune immagini da parte di 13 operatori esperti. È emerso che ogni operatore ha un approccio diverso all'applicazione del thresholding, e quindi che il fattore soggettività è molto influente. Il problema non viene risolto nemmeno applicando algoritmi di thresholding automatico, in quanto la varietà di algoritmi di thresholding esistenti produce risultati altrettanto o anche maggiormente discostanti, e non c'è un criterio per stabilire che un metodo sia più corretto di un altro; si può soltanto valutare il grado di scostamento fra i diversi risultati ottenuti. Dal lavoro sopracitato emerge addirittura che, a parità di materiale di partenza, uno degli esperti ha indicato una porosità di circa il 24%, mentre un altro degli esperti ha ottenuto un valore di circa il 75%; questo è un dato sconcertante, considerando che il test prevedeva solo di effettuare una misura quantitativa con un singolo processo di elaborazione (quindi con un grado di influenza del fattore soggettività molto ridotto). Emerge inoltre che c'è una tendenza a sovrastimare la porosità, tendenza che comunque non sembra dipendere dal livello di esperienza degli studiosi. Un dato ancora più aberrante che emerge da questo lavoro è che alcuni algoritmi possono arrivare a fornire risultati completamente inaccettabili, ad esempio porosità dello 0% o del 99-100%.
Marcelino et al. (2007), in uno studio basato sulla stima della porosità, fanno notare che si possono ottenere risultati notevolmente discostanti utilizzando metodi di analisi di immagine diversi e/o immagini di diverso tipo (cioè acquisite attraverso strumenti diversi). Inoltre in questo lavoro viene quantificata numericamente l'importanza della soggettività, assegnando la stessa analisi a due operatori diversi ed in più facendo ripetere la stessa analisi allo stesso operatore a distanza di un mese di tempo. Vengono ricavati dei coefficienti di riproducibilità delle analisi, tramite i quali emerge che i due risultati ottenuti dalle due analisi effettuate dai due operatori si discostano maggiormente rispetto ai due risultati ottenuti dalle due analisi effettuate dallo stesso operatore. Il dato importante sul quale bisogna riflettere riguarda proprio il fatto che anche lo stesso operatore ha ottenuto risultati diversi a distanza di tempo. Perciò, oltre ad un fattore soggettività legato alla differenza fra ciascun operatore, c'è anche un fattore soggettività che varia nello stesso operatore.

 

 

 

 

 

soggettività thresholding Baveye 2010

Fig. 2.25. Differenze di immagini di porosità risultanti dall'applicazione del thresholding da parte di operatori diversi. Si confrontino le coppie a-b, c-d, e-f. Da Baveye et al. (2010).

 

 

Ogni volta che si realizzano dei test come quelli summenzionati, basati cioè sull'influenza della soggettività nel condizionare la variabilità dei risultati, si parla di round-robin test o ring test.

 

 

 

 

 

Baveye et al. (2010) fanno notare che, sebbene la gran parte dei round-robin test sia indirizzata alle modalità di gestione della segmentazione e del thresholding, se si volesse eseguire un test realmente completo, in teoria si dovrebbe abbracciare tutto il ciclo di analisi, partendo dalle differenze con cui ogni operatore svolge la propria attività di osservazione e prelievo di campagna nello stesso sito, fino alla preparazione in laboratorio del campione da esaminare, fino al lavoro di acquisizione ed analisi. Infatti, operazioni come la scelta dell'affioramento, la posizione di osservazione, le modalità di prelievo, l'impregnazione, il taglio, l'assottigliamento e la lucidatura del campione, le modalità di acquisizione e l'elaborazione dei dati, sono tutte procedure che anche in questo caso sono condizionate dall'operatore, e che anche a parità di operatore non sono mai riproducibili perfettamente da un campione ad un altro. Questo genera quindi un ulteriore fattore di divergenza, in quanto nel mondo si ha a che fare con operatori diversi, ognuno dei quali lavora su campioni preparati in modo diverso, ed ognuno dei quali effettua le analisi in modo diverso.
La conseguenza di tutti questi elementi di "disturbo" è che si possono produrre delle sottostime o delle sovrastime, o comunque più in generale delle valutazioni imprecise dei parametri interessati; per questo motivo si è continuamente alla ricerca di un sistema che sia il più possibile standardizzato e preciso, in modo da produrre risultati attendibili, che siano nella minor misura possibile dipendenti dall'operatore, e quindi in ultima analisi che possano favorire anche l'interscambiabilità di dati compatibili fra laboratori diversi.

 

 

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Provenzano Simone. Tecniche di Analisi di immagine applicate allo studio dei suoli (155 pagg.). Tesi di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche. Unical - Università della Calabria. A.A. 2014/2015. Relatori: Scarciglia Fabio, Miriello Domenico. Pagg. 26-73.

 

 

 

 

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