بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بینایی کامپیوتری
بیان و شرح شکل
اسلاید 2 :
سرخط مطالب
مقدمه
روشهاي مبتني بر پيرامون
روشهاي مبتني بر نواحي
H.R. POURREZA
اسلاید 3 :
Shape Representation and Description
تعریف:
شكل كيفيتي از شي است كه به مكان تشكيل نقاط آن شي ميپردازد يا براي اشيا سه بعدي نقاط تشكيل دهنده سطح را بيان ميكند.
اگر از اطلاعات هندسی یک شیء، موقعیت، مقیاس و دوران فیلتر شود، به آنچه که باقی میماند شکل گفته میشود.
هدف از بیان و شرح شکل
نیاز روزافزون بشر به ابزار موثر برای جستجوی تصاویر
جستجو بین حجم زیادی از تصاویر نیاز محققان، مدرسان و حتی مردم عادی است
شکل مهمترین ویژگی بصری است و بنابراین اصلیترین ویژگی است که بیان کننده محتوای تصویر است
مشکلات
تصویر شدن دنیای سه بعدی در تصویر 2 بعدی
شکلها اغلب آغشته به نویزند، دچار خرابی، اعوجاج و همپوشانی شدهاند
اسلاید 4 :
Shape Representation and Description
شناسایی تصویر
بیان و شرح مناسب اشکال (ارایه ویژگیها) در افزايش كارايي سيستم نقش بسزايي دارد.
اسلاید 5 :
نحوه ارایه یک شکل
روشهاي مبتني بر پيرامون (Contour-based)
سراسری (توصیفگرها)
ساختاری
روشهاي مبتني بر نواحي (Region-based)
سراسری (توصیفگرها)
ساختاری
(در روشهای ساختاری پیرامون و یا ناحیه به اجزای کوچکتر تقسیم میشود. اما در روش سراسری یک بردار ویژگی از کل پیرامون و یا کل ناحیه استخراج میشود)
H.R. POURREZA
Zhang, D.; Lu, G.; “Review of Shape Representation and Description Techniques“; Pattern Recognition 37 (2004); pp. 1-19
اسلاید 6 :
نحوه ارایه یک شکل
روشهای ارایه یک شکل (ادامه)
اسلاید 7 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – استخراج پیرامون
براي يافتن پيرامون کافي است تمام پيکسلهاي ناحيه را که داراي اتصال 8گانه بوده و در مجاورت زمينه هستند را پيدا کنيد
يک پيکسل را به عنوان نقطه شروع انتخاب کرده و رديابي پيرامون را تا جايي ادامه دهيد که به نقطه شروع برسيد.
تصوير باينري
پيرامون
اسلاید 8 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – استخراج پیرامون
گوشه بالا و سمت چپ ناحیه را پیدا کرده آنرا b0 بنامید. همسایه غربی این نقطه را نیز c0 بنامید. حال با شروع از c0 در جهت عقربههای ساعت چرخیده تا به نقطهای بر روی ناحیه برسید. این نقطه را b1 و نقطه ماقبل آنرا c1 بنامید.
b=b1 و c=c1 در نظر بگیرید
با شروع از c هشت همسایه b در جهت عقربههای ساعت بچرخید و اولین نقطه متعلق به ناحیه را پیدا کنید.
این نقطه را b و نقطه ماقبل آنرا c بنامید
مراحل 3 و 4 را آنقدر تکرار کنید تا به b0 برسید و نقطه بعدی نیز که پیدا می شود b1 باشد.
رشته ای از نقاط که تشکیل دهنده پیرامون یک شکل هستند، می تواند آن شکل را بیان کند
اسلاید 9 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – استخراج پیرامون
مثالی از حالتیکه در آن اگر رسیدن به نقطه شروع به عنوان خاتمه کار باشد، نتیجه درست نخواهد بود
اسلاید 10 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
روشهای سراسری بیان پیرامون معمولاً یک بردار ویژگی عددی چند بعدی را از اطلاعات پیرامون استخراج میکند.
چند توصیفگر ساده
دایروی بودن
طول مرز
قطر ناحیه (محور اصلی ناحیه): برای هر دو نقطه pi و pj بر روی مرز ناحیه
محور فرعی: عمود بر قطر اصلی است
خروج از مرکز (eccentricity): نسبت طول محور اصلی به فرعی
انحنا: نرخ تغییر شیب
اسلاید 11 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
توصیفگرهای ساده تنها در مواردی که اشکال کاملاً با هم تفاوت داشته باشند قابل استفاده است.
این توصیفگرها میتوانند به عنوان روشی ابتدایی برای تمایز استفاده شود و یا با دیگر ویژگیها ترکیب شود.
توصیف کاملاً درستی ارایه نمیکنند
در شکل مقابل خروج از مرکز نزدیک به یک است در حالیکه بصورت اداراکی این ناحیه یک ناحیه کشیده است
در این شکل دایروی بودن میتوان معیار مناسبتری باشد
در شکل زیر خروج از مرکز نسبت به دایروی بودن معیار مناسبتری است
اسلاید 12 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
تطابق شکل بر اساس تناظر
بر خلاف روشهای توصیف شی مبتنی بر ویژگی، روشهای تطابق مبتنی بر تناظر بر اساس شباهت بین شکلها و بصورت انطباق نقطه به نقطه کار میکند.
به عبارت دیگر هر نقطه همانند یک ویژگی عمل میکند. بدین ترتیب انطباق در فضای دوبعدی انجام میشود
استفاده از فاصله Housdorff
سنتیترین روش، استفاده از فاصله Housdorff است. برای دو شکل با مجموعه نقاط A={a1,a2,…,ap) و B={b1,b2,…,bq} داریم
اسلاید 13 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
تطابق شکل بر اساس تناظر (ادامه)
این معیار به شدت حساس به نویز است. برای رفع این مشکل معیار Housdorff بصورت زیر اصلاح شده است:
که در آن به معنی fامین مقدار g(x) روی X است (f بین 0 تا 1 است که در آن 1 به معنی ماکزیمم و ½ به معنی میانه است)
در عمل از مقدار ½ استفاده میشود.
مزیت استفاده از این معیار فاصله این است که انطباق میتواند بصورت جزئی انجام شود
این معیار فاصله استقلال از انتقال، دوران و اسکیل را ندارد
برای رفع این اشکال میتوان انطباق را در یک فضای تبدیل Affine انجام داد
اسلاید 14 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
تطابق شکل بر اساس تناظر (ادامه)
انطباق بر اساس مفاد شکل (Shape Context)
شکل
نقاط پیرامون
اتصال نقطه p به تمام نقاط دیگر پیرامون
هیستوگرام اندازه و جهت بردارهای (c)
چیدن شکل مسطح شده هیستوگرامها برای نقاط مختلف پیرامون (Context Map)
ارزیابی انطباق دو شکل با انطباق Context map آن دو انجام میشود.
اسلاید 15 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
بر اساس Signature
Signature یک شی آنرا با تابعی یک بعدی بدست آمده از پیرامون آن بیان میکند
Signature لازم است که مستقل از اسکیل و انتقال شوند
تغییر نقطه شروع ایجاب میکند تا در فرایند انطباق شیفتهای مختلف مورد ارزیابی قرار گیرد
علاوه بر هزینه انطباق، Signature حساس به نویز و تغییرات جزئی است. نویز و تغییرات جزئی میتواند موجب خطاهای بزرگ در انطباق شود
با انجام پردازش بر روی Signature میتوان بار محاسبات را کاهش و مقاومت ارزیابی انطباق را افزایش داد. مثلاً از هیستوگرام Signature استفاده کرد.
اسلاید 16 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
برخی Signatureها
استفاده از بیان r) بر حسب
اسلاید 17 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
برخی Signatureها (ادامه)
مشکلات استفاده از بیان r() بر حسب
وابستگی به نقطه شروع و چرخش: برای رفع این مشکل می توان مثلاً نقطه شروع را دورترین نقطه از مرکز ثقل در نظر گرفت
وابستگی به اندازه: برای رفع این مشکل می توان دامنه سیگنال را به [0,1] برد
اسلاید 18 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
برخی Signatureها (ادامه)
استفاده از بیان r) بر حسب
تعداد قلهها می تواند عامل تمایز دو شکل باشد
اسلاید 19 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
برخی Signatureها (ادامه)
استفاده از بیان s : s میزان حرکت و زاویه حرکت نسبت به محور افق است
اسلاید 20 :
بیان شکل بر اساس پیرامون – روشهای سراسری
برخی Signatureها (ادامه)
مشکلات استفاده از بیان استفاده از بیان s
وابستگی به نقطه شروع: دوران signature بر اساس محور افقی تا بزرگترین خط در ابتدا قرار گیرد
وابستگی به چرخش: استفاده از مشتق d/ds
وابستگی به اندازه: اسکیل محور افقی
