TÓM TẮT - Phát hiện đối tượng là một thành phần rất quan trọng trong các hệ thống tự động giám sát và bám mục tiêu.
Bài báo này đề xuất một phương pháp dựa trên kỹ thuật xử lý ảnh và các thuật toán máy học để phát hiện các mục tiêu quân sự.
Phương pháp đề xuất dựa trên các đặc trưng hình dạng và màu sắc để tìm đối tượng trong ảnh cảnh được chụp từ một camera.
Trong phương pháp của chúng tôi, ảnh đầu vào trước tiên được phân thành các vùng nhỏ đồng màu sử dụng thuật toán dựa vào lý
thuyết đồ thị. Sau đó, các vùng có khả năng thuộc về đối tượng thấp sẽ được loại bỏ bằng việc sử dụng các thông tin về màu sắc.
Cuối cùng, đối tượng cần tìm được xác định từ một tập các vùng đồng màu kết nối với nhau, sử dụng một mô hình xác suất với các
đặc trưng hình dạng và màu sắc. Đặc trưng hình dạng của một vùng ảnh được biểu diễn bằng các bộ đặc tả hình dạng (shape
contexts). Các bộ đặc tả về hình dạng là bất biến với sự méo hình cục bộ, sự dịch chuyển và xoay. Phương pháp đề xuất được đánh
giá trên các tập dữ liệu lớn khác nhau. Mỗi tập dữ liệu bao gồm các ảnh của một kiểu đối tượng được thu thập từ các cảnh khác
nhau dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau. Các kết quả thực nghiệm đã chỉ ra tính hiệu quả của phương pháp đề xuất.
7 trang |
Chia sẻ: thuongdt324 | Lượt xem: 557 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Một phương pháp phát hiện đối tượng ứng dụng trong hệ thống tự động bám mục tiêu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỷ yếu Hội nghị Quốc gia lần thứ VIII về Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR); Hà Nội, ngày 9-10/7/2015
DOI: 10.15625/vap.2015.000179
MỘT PHƯƠNG PHÁP PHÁT HIỆN ĐỐI TƯỢNG
ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG BÁM MỤC TIÊU
Nguyễn Văn Hùng1, Nguyễn Văn Xuất2, Lê Mạnh Cường3
1 Viện Vũ khí, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, Bộ Quốc phòng
2 Khoa Công nghệ Thông tin, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ Quốc phòng
3Trung tâm 80, Cục Tác chiến Điện tử, Bộ Quốc phòng
hungitd@yahoo.com, xuatnguyenvan@yahoo.com, lemanhcuong76@gmail.com
TÓM TẮT - Phát hiện đối tượng là một thành phần rất quan trọng trong các hệ thống tự động giám sát và bám mục tiêu.
Bài báo này đề xuất một phương pháp dựa trên kỹ thuật xử lý ảnh và các thuật toán máy học để phát hiện các mục tiêu quân sự.
Phương pháp đề xuất dựa trên các đặc trưng hình dạng và màu sắc để tìm đối tượng trong ảnh cảnh được chụp từ một camera.
Trong phương pháp của chúng tôi, ảnh đầu vào trước tiên được phân thành các vùng nhỏ đồng màu sử dụng thuật toán dựa vào lý
thuyết đồ thị. Sau đó, các vùng có khả năng thuộc về đối tượng thấp sẽ được loại bỏ bằng việc sử dụng các thông tin về màu sắc.
Cuối cùng, đối tượng cần tìm được xác định từ một tập các vùng đồng màu kết nối với nhau, sử dụng một mô hình xác suất với các
đặc trưng hình dạng và màu sắc. Đặc trưng hình dạng của một vùng ảnh được biểu diễn bằng các bộ đặc tả hình dạng (shape
contexts). Các bộ đặc tả về hình dạng là bất biến với sự méo hình cục bộ, sự dịch chuyển và xoay... Phương pháp đề xuất được đánh
giá trên các tập dữ liệu lớn khác nhau. Mỗi tập dữ liệu bao gồm các ảnh của một kiểu đối tượng được thu thập từ các cảnh khác
nhau dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau. Các kết quả thực nghiệm đã chỉ ra tính hiệu quả của phương pháp đề xuất.
Từ khóa - Phân vùng ảnh; dò đối tượng; đặc trưng màu, đặc trưng hình dạng, mô hình xác suất.
I. GIỚI THIỆU
Phát hiện đối tượng tự động có vai trò quan trọng trong các hệ thống trinh sát phát hiện mục tiêu, các hệ thống
giám sát, nhận dạng và khảo sát. Việc sử dụng thị giác máy tính để phát hiện các đối tượng là một giải pháp được sử
dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Phương pháp này ứng dụng các kỹ thuật xử lý ảnh và các thuật toán máy học để tìm
các đối tượng trong các hình ảnh. Tuy nhiên, việc phát hiện đối tượng dựa trên thị giác máy tính là một vấn đề khó bởi
vì hệ thống phải giải quyết với sự thay đổi về điều kiện tạo ảnh (ví dụ như sự thay đổi về các điều kiện ánh sáng và thời
tiết) và sự thay đổi của các cảnh và môi trường.
Nhiều phương pháp phát hiện đối tượng khác nhau sử dụng thị giác máy tính đã được phát triển và ứng dụng
rộng rãi trong đời sống thực tiễn. Các phương pháp này phát hiện đối tượng với ba bước chính. Bước thứ nhất là dựa
vào các thuộc tính của đối tượng như màu sắc, kết cấu bề mặt và hình dạng để trích chọn các đặc trưng ảnh. Bước thứ
hai là sử dụng tập dữ liệu mẫu để xác định các tham số cho các bộ nhận dạng đối tượng trong ảnh. Bước thứ 3 là sử
dụng bộ nhận dạng để xác định đối tượng trong các ảnh đầu vào bất kỳ.
Trong hệ thống phát hiện mục tiêu quân sự thì việc trích chọn đặc trưng ảnh đóng một vai trò quan trọng. Có hai
xu hướng chính trong việc trích chọn đặc trưng: 1) sử dụng các đặc trưng cạnh, 2) sử dụng các đặc trưng màu và kết
cấu bề mặt của các vùng ảnh. Các phương pháp dựa trên các đặc trưng cạnh xác định đối tượng trong ảnh bằng việc đi
tìm các đường bao của đối tượng [1-5]. Điểm mạnh của các phương pháp này là bất biến với các điều kiện ánh sáng và
sự dịch chuyển của đối tượng. Tuy nhiên, các phương pháp dựa vào cạnh lại nhạy cảm với các cạnh nhiễu và không có
hiệu quả khi trong ảnh xuất hiện nhiều cạnh nhiễu. Mặt khác, hiệu quả của các phương pháp này lại phụ thuộc vào việc
dò tìm các điểm cạnh.
Các phương pháp sử dụng các đặc trưng màu và kết cấu bề mặt của các vùng ảnh có hiệu quả cao trong việc dò
tìm các đối tượng mà chúng có màu sắc hoặc kết cấu bề mặt rất khác so với các đối tượng nền khác trong ảnh [6, 7].
Điểm yếu của các phương pháp này là chúng rất nhạy cảm với sự thay đổi của các điều kiện ánh sáng và thường lỗi
trong trường hợp đối tượng bị ảnh hưởng bởi các vùng rất sáng và các bóng râm.
Trong bài viết này chúng tôi đề xuất một phương pháp mới để phát hiện các mục tiêu quân sự. Phương pháp của
chúng tôi sử dụng điểm mạnh của phương pháp dựa vào cạnh và phương pháp dựa vào màu và kết cấu bề mặt. Phương
pháp đề xuất dựa trên sự kết hợp giữa đặc trưng màu sắc và đặc trưng hình dạng để xây dựng một mô hình xác suất cho
việc phát hiện các mục tiêu trong ảnh. Có hai bước chính trong phương pháp của chúng tôi. Bước thứ nhất là phân
mảnh ảnh đầu vào thành các vùng đồng màu khác nhau. Bước thứ hai là xác định mục tiêu trong ảnh từ các vùng đồng
màu sử dụng các đặc trưng màu và hình dạng. Mục tiêu được tìm như là một tập con các vùng đồng màu kết nối với
nhau (các vùng này đều thuộc về một vùng lớn) sao cho xác suất hậu nghiệm của tập này là lớn nhất.
Cấu trúc của bài báo với các phần còn lại như sau: Phần II trình bày phương pháp đề xuất; Phần III trình bày về
thực nghiệm và các kết quả đạt được; Phần IV đưa ra các kết luận chính.
Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Văn Xuất, Lê Mạnh Cường 445
II. PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT
Các mục tiêu quân sự thường phải được quan sát từ xa và các ảnh thu thập được từ camera sẽ bao gồm nhiều đối
tượng nền. Do vậy việc sử dụng các phương pháp dựa vào cạnh sẽ không hiệu quả. Mặt khác nếu chúng ta sử dụng các
phương pháp dựa vào đặc trưng màu sắc sẽ rất nhạy cảm với điều kiện ánh sáng. Từ việc phân tích các kết quả thực
nghiệm phân vùng ảnh bằng phương pháp đồ thị trong [9], chúng tôi tìm thấy rằng thuật toán này phân vùng ảnh
nhanh, có độ chính xác và tin cậy cao. Hơn nữa, đặc trưng hình dạng (shape context) được đề xuất trong [10] là một
đặc trưng quan trọng trong việc xác định đối tượng, nó có nhiều ưu điểm như là bất biến với sự méo hình cục bộ, sự
dịch chuyển và xoay. Thay vì chỉ sử dụng đặc trưng màu, việc kết hợp đặc trưng hình dạng với đặc trưng màu sắc sẽ
tăng đáng kể độ chính xác và độ tin cậy trong việc xác định đối tượng dưới các điều kiện môi trường và ánh sáng khác
nhau.
Trong phần này, chúng tôi trình bày một phương pháp phát hiện đối tượng mới từ các vùng ảnh cục bộ, sử dụng
phương pháp xác suất với sự kết hợp giữa đặc trưng hình dạng với đặc trưng màu sắc. Đầu tiên, ảnh đầu vào được phân
mảnh thành các vùng đồng màu sử dụng thuật toán trong [9]. Sau đó, đối tượng cần tìm được xác định trong ảnh như là
một tập con các vùng đồng màu kết nối với nhau. Tập con này có xác suất hậu nghiệm của đặc trưng màu sắc và hình
dạng là cực đại. Theo một cách khác, phương pháp đề xuất phát hiện đối tượng quân sự trong ảnh bao gồm có hai giai
đoạn chính như trong Hình 1.
Giai đoạn 1: Phân mảng ảnh đầu vào thành các vùng đồng màu.
Giai đoạn 2: Tìm đối tượng từ các vùng đồng màu sử dụng mô hình xác suất với đặc trưng màu sắc và hình
dạng.
(a) Giai đoạn 1
So
(b) Giai đoạn 2
ánhHình 1. Sơ đồ khối phương pháp đề xuất và ảnh minh họa
Các giai đoạn này được trình bày chi tiết trong các phần sau đây.
A. Phân vùng ảnh
Có nhiều thuật toán phân vùng ảnh khác nhau như các thuật toán chia và trộn vùng, các thuật toán tăng trưởng
vùng, các thuật toán áp dụng lý thuyết đồ thị, các thuật toán sử dụng các kỹ thuật máy học, các thuật toán dựa vào
cạnh... Tuy nhiên phương pháp dựa vào lý thuyết đồ thị được sử dụng phổ biến nhất. Phương pháp này thể hiện được
tính tổng quát hóa trong phân vùng ảnh và có thể áp dụng cho nhiều trường hợp thực tế. Trong công việc này, chúng tôi
sử dụng thuật toán dựa vào lý thuyết đồ thị được đề xuất trong [9] để phân mảng ảnh đầu vào thành các vùng đồng nhất
về màu sắc. Thuật toán này độ chính xác cao và thời gian tính toán nhanh.
Từ một ảnh đầu vào, một đồ thị vô hướng ܩ ൌ ሼܸ, ܧሽ được thiết lập với ܸ là tập đỉnh và ܧ là tập cạnh. Các đỉnh
ݒ ∈ ܸ là các điểm ảnh (pixels) và các cạnh ൫ݒ, ݒ൯ nối hai đỉnh liền kề nhau ݒ and ݒ. Mỗi cạnh ሺݒ, ݒሻ có một trọng
số ݓሺݒ, ݒሻ được đo bằng sự khác nhau về màu sắc giữa hai điểm ảnh ݒ and ݒ như sau:
ݓ൫ݒ, ݒ൯ ൌ ටሺܥଵ െ ܥଵሻଶ ሺܥଶ െ ܥଶሻଶ ሺܥଷ െ ܥଷሻଶ . (1)
Trong công thức (1) ܥ là thành phần màu thứ ݇ của điểm ảnh ݒ. Thuật toán phân vùng ảnh được trình bày cụ thể
trong Thuật toán 1.
Thuật toán 1: Phân vùng ảnh dựa vào lý thuyết đồ thị
Đầu vào: Một đồ thị vô hướng G ൌ ሼV, Eሽ, với n đỉnh, và m cạnh
Đầu ra: Các vùng ảnh đồng màu Sଵ, Sଶ, Sଷ .
Bước 1: Sắp xếp các cạnh e ∈ E theo thứ tự có trọng số wሺeሻ tăng dần.
Bước 2: Khởi gán các vùng ảnh S୧ là các đỉnh v୧.
Bước 3: Lặp lại bước 4 với q ൌ 1. .m (m là tổng số cạnh trong Eሻ.
Bước 4: Hợp 2 vùng S୧ và S୨ chứa hai đỉnh v୧ and v୨ (v୧ ∈ S୧, v୨ ∈ S୨) được nối với nhau bởi cạnh thứ q
nếu thỏa mãn 2 điều kiện sau:
Camera
ảnh đơn
(frame)
Tiền xử lý
Phân mảnh ảnh
thành các vùng
đồng mầu
Vùng đồng mầu
Trích rút các đặc
trưng về hình
dạng và mầu sắc
Xác định đối tượng
bằng mô hình xác
suất
Đối tượng được tìm
4s
ả
B
g
t
đ
đ
tư
k
m
tr
đ
lư
c
h
m
m
46
Tron
ự khác nhau n
nh trong một
Giá tr
Trong
Sự kh
Bảng
. Xác định đ
Gọi ࡿ
iành được bằn
ập con ࡿ∗ ࡿ
ịnh tập con ࡿ
ối tượng đượ
Trên
ợng được xá
hác nhau thuộ
ột vector mà
ong ܵ. Đặt
ược tính bằn
ợng tử hóa th
Đặc t
ontext) [10]. B
ình dạng ࢙ củ
ột đối tượng
ột histogram
Các bin
Hình 2.
MỘT
g công thức (
ội bộ giữa cá
vùng ܵ là trọn
ị ngưỡng của
công thức (4
ác nhau giữa
3 minh họa c
ối tượng
ൌ ሼ ଵܵ, ܵଶ, ܵଷ
g việc áp dụn
. Tất cả các t
∗ từ ࡿ chúng
c tính toán bằn
tập dữ liệu ản
c định bằng t
c về đối tượn
mỗi thành p
ࡻ biểu thị cho
g phương phá
ành ܰ bin.
rưng hình dạ
ộ đặc tả hình
a một đối tượ
có ܭ các điể
của các cực t
là đồng nhất
Đặc tả hình d
dạng; (d) là đ
PHƯƠNG PHÁ
ቊݓ൫ݒ, ݒ
2) ܯܫ݊ݐሺ ܵ, ܵ
c điểm ảnh tr
g số lớn nhất
ܫ݊ݐሺܵ
một vùng ܵ đ
߬ሺܵሻ
) ܭ là một hằ
hai vùng ܵ v
ܯܫ݊ݐ൫ܵ
ác kết quả phâ
, ܵସ, . ሽ là tậ
g thuật toán
hành phần ܵ
tôi sử dụng h
g việc sử dụn
h mẫu (trainin
ay như là các
g ࡿ ൌ ሼ ଵܵ,
hần ܿ (݅ ൌ 1
lớp đối tượn
p histogram
ng của đối tư
dạng này bấ
ng bao gồm c
m mẫu ଵ, ଶ
ọa độ tương đ
݄ ൌ # ሼݍ
trong không g
ạng: (a) và (b)
ặc trưng hình d
P PHÁT HIỆN Đ
ܵ ് ܵ
൯ ൏ ܯܫ݊ݐሺ
ሻ là hàm đo
ong mỗi vùng
của các cạnh
ሻ ൌ max ∈ ௌ
ược tính như
ൌ |ௌ|
ng số dương,
à ܵ được tính
, ܵ൯ ൌ min ሾܫ
n vùng của m
p các vùng đồ
phân vùng ản
∈ ࡿ∗ là các t
ai đặc trưng n
g các hàm m
g), mỗi ảnh đ
vùng ܵ. N
ܵଶ, ܵଷܵସ, . ሽ
,2,3) là giá tr
g cần tìm. Hà
màu 3D của
ợng được xá
t biến khi đối
ác đặc tả hình
, ଷ trên
ối giữa và
് : ሺݍ െ
ian log.
(d)
là các điểm b
ạng của điểm m
ỐI TƯỢNG ỨN
ܵ , ܵሻ
sự khác nhau
ܵ và giá trị
nối các điểm
ݓሺ݁ሻ
sau:
|ܵ| là tổng số
như sau:
݊ݐሺ ܵሻ ߬ሺܵ
ột số loại ảnh
ng nhất về m
h ở phần trên
hành phần kế
ổi bật của đố
ật độ xác suất
ược phân vùn
hư vậy, từ tập
. Đối với mỗi
ị trung bình c
m mật độ xác
tất cả các mà
c định bằng
tượng bị xoay
dạng của các
đường viền (x
ܭ െ 1 điểm c
ሻ ∈ binሺkሻ
iên của mẫu; (c
ẫu trên (a); (e)
G DỤNG TRON
giữa 2 vùng ܵ
ngưỡng của ܵ
ảnh trong ܵ:
điểm ảnh tron
ሻ, ܫ݊ݐ൫ ܵ൯
áp dụng thuậ
àu sắc trong ả
. Đối tượng tr
t nối và đều t
i tượng: màu
trên tập dữ li
g thành các v
mẫu chúng
vùng ܵ, đặc
ủa thành phầ
suất của đối
u ࢉ của các
việc sử dụng
, dịch chuyển
điểm ảnh nằ
em Hình 2).
òn lại trên đư
ሽ.
(e)
) là sơ đồ các
là đặc trưng hì
G HỆ THỐNG T
và ܵ. Hàm
. Sự khác nh
g vùng ܵ.
߬൫ ܵ൯ሿ
t toán trên.
nh đầu vào. C
ong ảnh đầu v
huộc về một
sắc và hình d
ệu ảnh mẫu (t
ùng đồng mà
ta sẽ có một
trưng màu ࢉ
n màu thứ ݅
tượng đối vớ
vùng ܵ. Mỗ
các bộ đặc
, méo, biến đ
m trên đường
Đặc tả hình d
ờng viền của
bin được sử dụ
nh dạng của đi
Ự ĐỘNG BÁM
này được tín
au nội bộ giữ
ác vùng đồn
ào được tìm
vùng ảnh lớn
ạng. Các đặc
raining).
u ܵ, các vùng
tập các vùng
ൌ ሺܿଵ, ܿଶ, ܿଷ
của tất cả các
i đặc trưng m
i thành phần
tả về hình dạ
ổi theo tỷ lệ.
bao của đối t
ạng của một
đối tượng như
ng để tính đặc
ểm mẫu trên (b
MỤC TIÊU
(2)
h dựa trên
a các điểm
(3)
(4)
(5)
g màu này
như là một
ܼ. Để xác
trưng của
thuộc đối
đồng màu
ሻ của nó là
điểm ảnh
àu ሺࢉ|ࡻሻ
màu được
ng (shape
Đặc trưng
ượng. Xét
điểm là
sau:
(6)
trưng hình
).
Nc
n
đ
h
n
m
d
d
c
d
tư
n
th
n
v
guyễn Văn Hùng
Đối với
ác đối tượng
hau giữa hai b
Trong (
Gọi ࢀ ൌ
ối tượng bao
ình dạng mẫu
hau ߬ điểm ả
ỗi một vùng
ạng của các đ
ạng mẫu ܶ củ
Trong c
ủa một vùng
Trong (
ạng của vùng
ሺ࢙ࢠ|ࡻሻ là cao
ợng.
Từ một
với
Tập ࡿ∗
hiên phương
ành phần củ
ày hiệu quả h
iệc thống kê t
T
, Nguyễn Văn X
hai điểm khá
có hình dạng
ộ đặc tả hình
7), ܯ là số bi
ሼ ଵܶ, ଶܶ, ଷܶ,
gồm 9 hình d
, chúng tôi lấ
nh. Các bộ đặ
ảnh ܼ (nó có
iểm mẫu nằm
a đối tượng đ
ông thức (8),
ảnh ܼ thuộc v
9), ߚ là tham
ảnh ܼ tương
. Ngược lại
tập các vùng
trong (10) có
pháp này sẽ
a ࡿ. Để giảm
ơn khi ta thê
iết diện đối tư
huật toán 2:
ࡿᇱ ← ሼܵ ∈ ࡿ
ࡿ∗ ← arg m
ௌ ∈ ࡿ
ܶ݁݉ ← Đ
While (Temp
Sa← ሼ
S+← a
Sr← ሼ
S-← a
If ሺሼ
uất, Lê Mạnh Cư
c nhau trên c
giống nhau t
dạng của hai
n của các hist
Hình 3. M
ሽ là tập các h
ạng mẫu. Hì
y các điểm m
c tả hình dạn
thể bao gồm
trên đường b
ược tính như
ܦሺ࢙ࢠ,
|࢙ࢠ| biểu thị
ề đối tượng đ
ሺ࢙ࢠ|ࡻ
số tỷ lệ đượ
tự với một
ሺ࢙ࢠ|ࡻሻ có giá
ảnh đồng màu
ࡿ∗ ൌ arg
ሺܼ|ࡻሻ ൌ
thể được xác
mất nhiều thờ
thời gian tính
m một số điề
ợng so với kh
Tìm đối tượn
|ሺࢉ௦ |ࡻሻ ߬ሽ
ax
ᇱ
ሺࢉ௦ |ࡻሻ
ú݊݃
) do
ܵ ∈ ሼࡿᇱ െ ࡿ∗ሽ,
rgmaxௌ∈܁ୟ ሺሼ
ܵ ∈ ࡿ∗, ݒớ݅ ሼࡿ
rgmaxௌ∈܁୰ ሺሼ
ܵା ∪ ࡿ∗ሽ|ࡻሻ
ờng
ùng một đối
hì đặc tả hình
điểm và ݍ
ܥሺ, ݍሻ ൌ
ogram tọa độ
ột số hình dạn
ình dạng mẫu
nh 3 trình bày
ẫu nằm trê
g của các điể
nhiều vùng đ
ao ngoài của
sau:
ܶሻ ൌ ଵ|࢙ࢠ| ∑∈
cho tổng số đ
ược tính như
ሻ ൌ expሾെߚm
c xác định th
hình dạng mẫ
trị thấp khi h
ࡿ, đối tượng
max ࡿ ሺܼ|
ሺࢉ௭|ࡻሻሺ࢙
định bằng ph
i gian tính to
toán, chúng
u kiện lọc nh
ung hình. Th
g bằng việc th
ݒớ݅ ࡿ∗ ∪ ܵ ݈à
ܵ ∪ ࡿ∗ሽ|ࡻሻ
∗ െ ܵሽ ݈à ݉ộ
ࡿ∗ െ ܵሽ|ࡻሻ
ሺሼܵି ∪ ࡿ∗ሽ
tượng thì các
dạng của ha
được tính như
0.5∑ ሺ ି
ெୀଵ
cực.
g mẫu của một
của đối tượn
một hình dạ
n đường bao
m này là đặc
ồng màu), th
ܼ. Sự khác nh
min∈் ܥሺ ࢙ࢠ
iểm mẫu tron
là:
in்∈ࢀ ܦሺ࢙ࢠ, ܶ
ông qua tập d
u ܶ của đối
ình dạng của
cần tìm được
ࡻሻ
௭|ࡻሻ
ương pháp v
án, độ phức
tôi sử dụng th
ư: loại bỏ vùn
uật toán này đ
êm bớt vùng
݉ộݐ ݒù݊݃ ݈݅ê
ݐ ݒù݊݃ ݈݅ê݊ ݐ݄
|ࡻሻ and ሺሼܵା
đặc tả hình d
i điểm tương
sau:
ሻమ
ା
.
đối tượng máy
g cần tìm. Tr
ng mẫu của đ
của đối tượng
trưng hình d
ì đặc trưng hì
au về hình dạ
, ݍሻ
g ܼ. Hàm mậ
ሻሿ .
ữ liệu mẫu. C
tượng thì giá
vùng ảnh ܼ k
xác định như
ét cạn với việ
tạp tính toán
uật toán thêm
g đồng màu
ược mô tả tro
݊ ݐ݄ô݊݃ }
ô݊݃ ሽ
∪ ࡿ∗ሽ|ࡻሻ
ạng của chún
ứng nhau sẽ
bay.
ong ứng dụng
ối tượng má
sao cho hai
ạng của mỗi h
nh dạng ࢙ࢠ c
ng giữa một
t độ xác suất
ông thức (9)
trị ܦሺ࢙ࢠ, ܶሻ l
hác với các h
một tập con
c tìm tất cả c
của nó là ܱሺ
bớt các vùn
lớn (phần lớn
ng Thuật toán
ሺࡿ∗|ࡻሻ then
g sẽ khác nha
là giống nhau
của chúng tô
y bay F22. Đ
điểm liền kề
ình dạng mẫ
ủa ܼ là các đ
vùng ảnh ܼ v
về đặc trưng
có nghĩa rằn
à nhỏ và do
ình dạng mẫu
ࡿ∗ như sau:
ác tập con tro
2|ࡿ|ሻ với |ࡿ|
g trong [11].
là các vùng
2.
447
u. Đối với
. Sự khác
(7)
i, mỗi loại
ối với mỗi
nhau cách
u. Đối với
ặc tả hình
à một hình
(8)
hình dạng
(9)
g khi hình
vậy giá trị
ܶ của đối
(10)
(11)
ng ࡿ. Tuy
là tổng số
Thuật toán
nền) bằng
4ሼ
v
ả
ࡿ
th
b
th
A
tư
k
tụ
l
c
d
B
đ
đ
h
n
0
đ
48
Trong
ࡿ∗ െ ܵ} được
ề một vùng ả
nh 7 không th
∗. Bởi vì Thu
Vùng
ỏa mãn:
Tro
ày một số ví d
Trong p
uật toán, phư
. Dữ liệu ảnh
Để đán
ợng và mỗi l
hoảng 1000 m
c (các ảnh th
õm hoặc bị ch
húng tôi dò b
ùng để thử ng
. Phương ph
Tiêu ch
ược phát hiện
ánh đấu bởi c
Trong đ
iện đúng khi
gưỡng ߬. Tươ
.5.
Để đán
úng và độ chí
MỘT
Else i
Else
End if
End while
Thuật toán 2
kiểm tra. M
nh chung. Ví
ể bớt được từ
ật toán 2, có s
ảnh được tạo
ng (12), tham
ụ về xác định
hần này chún
ơng pháp đán
h giá phương
oại đối tượng
. Trong tập
u nhận khi đ
e khuất bởi đ
ằng tay vùng
hiệm.
áp dánh giá
í để đánh giá
bằng máy và
ách làm bằng
ó|ܴ| là diện t
và chỉ khi tồn
ng tự như vi
h giá hiệu quả
nh xác phát h
PHƯƠNG PHÁ
ࡿ∗ ← ࡿ∗ ∪
f pሺሼࡿ∗ െ ܵିሽ
ࡿ∗ ← ࡿ∗ െ
ܶ݁݉ ← ܵ
, ở mỗi bước
ột tập các thà
dụ trong Hình
ࡿ∗ bởi vì nó
ố các thành p
Hì
ra từ các thà
số ߬ là một
đối tượng tr
III. PHƯƠ
g tôi trình bà
h giá, các tha
pháp phát hi
có 2000 ảnh
dữ liệu của ch
ối tượng di ch
ối tượng khác
ảnh của đối
việc phát hi
vùng ảnh đư
tay. Tỷ lệ so
ích của vùng
tại một vùng
ệc đánh giá c
của một phư
iện. Tỷ lệ phá
P PHÁT HIỆN Đ
ܵା
|ࡻሻ ሺࡿ∗|ࡻሻ
ܵି
ܽ݅
lặp khi thêm
nh phần được
4, giả sử ࡿ∗
sẽ bẻ gãy tín
hần và thao tá
nh 4. Minh họa
nh phần ࡿ∗ đ
ሺࡿ∗|ࡻሻ
ngưỡng được
ong các ảnh đ
NG PHÁP T
y các dữ liệu
m số và kết q
ện đối tượng
ở các môi trư
úng tôi, mỗi
uyển). Trong
, đặc biệt hơn
tượng. Mỗi đ
ện đối tượng
ợc xác định b
khớp giữa Rd
ߛ൫ܴ, ܴ
R, ∩ và ∪ là
được xác địn
ủa một số hệ
ơng pháp phá
t hiện đúng l
ỐI TƯỢNG ỨN
then
hoặc bớt một
xem là kết n
bao gồm các
h kết nối của
c là xác định
quá trình thêm
ược xem như
߬
xác định trư
ầu vào.
HỰC NGHI
hình ảnh mà
uả thử nghiệm
, chúng tôi đã
ờng tự nhiên
ảnh chứa mộ
nhiều trường
nữa là điều
ối tượng chú
được dựa trê
ằng tay. Gọi
và Rg được tí
ௗ൯ ൌ
หܴ ∩ ܴ
หܴ ∪ ܴ
giao và hợp c
h bằng tay ܴ
thống phát hi
t hiện đối tượ
à tỷ lệ phần tr
1
2 4
3
6 7
8
9
10
G DỤNG TRON
vùng ܵ vào ࡿ
ối nếu như tấ
thành phần là
ࡿ∗. Tương tự
nên thuật toán
và bớt vùng.
là đối tượng
ớc bằng việc
ỆM VÀ KẾT
chúng tôi thử
phương phá
thu thập đư
khác nhau và
t đối tượng t
hợp đối tượn
kiện chiếu sán
ng tôi lấy 50
n việc so sán
Rd là một vùn
nh như sau:
ௗห
ௗห
ủa hai vùng ܴ
sao cho ߛ൫ܴ
ện đối tượng
ng, chúng tôi
ăm của số đối
5
11
0
G HỆ THỐNG T
∗ thì tính kết
t cả các thành
các vùng ảnh
thì vùng số
sẽ hội tụ.
cần tìm nếu
học từ tập dữ
QUẢ
nghiệm, chi
p đề xuất.
ợc một cơ sở
khoảng cách
ìm kiếm tron
g bị mất một
g hoàn toàn
0 ảnh mẫu dù
h hai vùng ản
g được phát
, ܴௗ. Một vù
, ܴௗ൯ lớn hơ
, giá trị ngưỡn
sử dụng hai
tượng được p
Ự ĐỘNG BÁM
nối của tập ሼࡿ
phần của nó
2, 3, 7, 8 và
0 không được
điều kiện sau
(
liệu mẫu. Bả
tiết các bước
dữ liệu gồm
từ camera tới
g các cảnh th
phần do ở đó
khác nhau. V
ng để học và
h: vùng ảnh
hiện và Rg là
ng ܴௗ được c
n hoặc bằng
g này được
phép đo: tỷ lệ
hát hiện đún
MỤC TIÊU
∗ ∪ ܵ} và
đều thuộc
9 thì vùng
thêm vào
đây được
12)
ng 3 trình
thực hiện
5 loại đối
đối tượng
ay đổi liên
đường lồi
ới mỗi ảnh
1500 ảnh
đối tượng
vùng được
ho là phát
một giá trị
thiết lập là
phát hiện
g trên tổng
Ns
đ
h
C
tr
c
đ
guyễn Văn Hùng
ố ảnh được ki
ối tượng đượ
iện đúng (cho
. Kết quả thự
Kết q
ong Bảng 1.
Bảng
hứng minh rằ
S
Bài báo
ể phát hiện cá
, Nguyễn Văn X
ểm tra. Độ ch
c dò. Ví dụ ch
ߛ൫ܴ, ܴௗ൯
c nghiệm
uả thực nghiệ
STT
1
2
3
4
5
2 trình bày m
ng phương ph
TT Ản
1
2
3
4
5
6
7
8
này đề xuất m
c mục tiêu qu
uất, Lê Mạnh Cư
ính xác phát
úng ta kiểm t
߬) thì tỷ lệ p
m c