题目: VAICo: Visual Analysis for Image Comparison

作者: Johanna Schmidt, M. Eduard Groller, and Stefan Bruckner

发表会议: VAST2013

比较是数据分析的一个重要任务,可帮助用户快速理解数据中的差异性、异常等。比较可视化(Comparative Visualization) 旨在通过可视化的手段帮助用户分析比较数据。作为可视化领域的一个重要分支,在过去几十年里,学者们提出了一系列方法和技术啊。概括地讲,常用的比较可视化设计原则可以分为三大类(如下图所示): Juxtaposition; Superposition; Explicit Encoding 。

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本文作者之一 M. Eduard Groller,近年来一直致力于比较式可视化的研究,感兴趣的读者可查看其在 PacificVis 2014 会议上的 Keynote [slides] 。

本文主要致力于图像比较的可视分析。下图是本文方法的一个基本处理流程:给定一组待比较图像,本文的方法首先在每个像素位置处采用 MSE(Mean Squared Error) 度量不同图像在该位置上的差异性;然后,采用区域增长算法 (Region Growing) 将整个差异性图像进行分割,为了避免分割差异较小区域,作者在分割前采用了阈值阶段处理;最后,在每个差异存在区域,采用聚类方法对来自不同输入图像在该区域内的结果进行聚类分析。

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在交互式可视比较分析过程中,作者采用所有图像的均值数据作为分析的上下文,用颜色的深浅表示差异区域内差异性的大小,并采用一种列表结果表示每个类所包含图像的多少,用户可自由展开任何节点进行探索分析。如下图所示:

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下图是本文方法应用于 Puzzel 数据集的结果。该数据集包含 10 张图片, side-by-side 的比较很难发现其中的差异,如下图所示:

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采用本文的方法之后,用户可清晰的观察其中的差异性,并分析是哪些图像导致的查一下,如下图所示:

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此外, 本文还进行了一个简单的方法评估实验,证明了该方法的有效性,但该方法也存在一定的缺陷,如对图像缩放、移动等比较敏感,无法捕获非颜色特征带来的差异。



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