Các phương pháp trích chọn đặc trưng

Pattern Recognition Các phương pháp trích chọn đặc trưng đặc trưng Phạm Anh Phương PhD Phạm Anh  Phương , PhD FacultyofInformationTechnology, Du y TanUniversit y y y Email:paphuong@yahoo.com Phone:0914.019.099 Nội dungchính  Biến đổi toàn cục và khai triểnchuỗi  Đặctrưng thống kê  Đặ t hì h h à hì h thái  Đặ c t rưng hì n h h ọcv à hì n h thái Bi ế n đ ổ itoàncụcvà khai triển chuỗi khai triển chuỗi  Một tín hiệuliêntụcthường chứanhiềuthôngtinvà có thể sử dụn g để làm đặctrưn g cho mục đích p hân g g p lớp.  Các đặctrưng này cũng có thểđượctríchchọnbằng cách xấp xỉ các tín hiệu liên tục thành các tín hiệu rời cách xấp xỉ các tín hiệu liên tục thành các tín hiệu rời rạc.  M ộ tcáchđể biểudiễntínhi ệ ulàsử d ụ n g t ổ h ợp ộ ệ ụ g ợp tuyếntínhcủamột dãy các hàm đơngiảnhơn.  Các hệ số củatổ hợptuyến tính cung cấptrithức iải ã ừ đủ hẳ h h á hé biế đổi g iải m ã v ừ a đủ ,c hẳ ng h ạnn h ư c á cp hé p biế n đổi hoặckhaitriểnchuỗi.  M ộ tsố biếnd ạ n g khác như các p hé p d ị ch chu yể n ộ ạ g pp ị y và phép quay là bấtbiến dưới các phép biến đổi toàn cục và khai triểnchuỗi. Bi ế n đ ổ itoàncụcvà khai triển chuỗi khai triển chuỗi Sau đây là mộtsố phép biến đổivàkhaitriểnchuỗi thường dùng để biểu diễn ảnh được áp dụng trong thường dùng để biểu diễn ảnh được áp dụng trong lĩnh vựcnhậndạng:  Biến đổi Fourier : Một trong những tính chất nổi  Biến đổi Fourier : Một trong những tính chất nổi bậtnhấtcủa phép biến đổi Fourier là khả năng biểudiễn đốitư ợ n g vớis ự tha y đổivề các tư thế ợ g ự y khác nhau (biểudiễnkýtự).  Biến đổi Wavelet:làmộtdã y các k ỹ thuật khai y ỹ triển cho phép mô tảđặctrưng của ảnh ở các cấp độ chi tiết khác nhau. Đặctrưng Haar - like Đặctrưng Haar‐like do Viola và Jones công bố,gồm4 đặc trưng cơ bản Mỗi đặc trưng Haar like là sự kết hợp đặc trưng cơ bản . Mỗi đặc trưng Haar – like là sự kết hợp củahaihaybahìnhchữ nhật"trắng" hay “đen”: • Đặc trưng Haar ‐ like cơ bản • Đặc trưng Haar ‐ like cơ bản • Đặctrưng cạnh Đặctrưng Haar - like • Các đặctrưng đường • Đặctrưng bao quanh tâm Đặctrưng Haar - like  Đặctrưng Haar‐like là sự chênh lệch giữatổng củacác pixel ở các vùng đen và các vùng trắng : pixel ở các vùng đen và các vùng trắng : Đặctrưng Haar - like  Để tính các giá trị của đặctrưng Haar‐like, ta phảitính tổng của các vùng điểm ảnh trên ảnh tổng của các vùng điểm ảnh trên ảnh .  Nhưng để tính toán c ác giá trị củacácđặctrưng Haar‐ like cho tất cả các vị trí trên ảnh đòi hỏi chi phí tính like cho tất cả các vị trí trên ảnh đòi hỏi chi phí tính toán khá lớn, không đáp ứng đượcchocácứng dụng đòi hỏitínhthời g ian th ự c. g ự  Do đóViolavàJonesđưaramộtkháiniệmgọilà“ảnh tích hợp” (Integral Image)  Ảnh tích hợpcókíchthướcbằng vớikíchcủa ảnh gốc, mỗiphầntử của ảnh này đượctínhbằng cách tính tổng của điểm ảnh phía trên và bên trái củanó. Đặctrưng Haar - like  Ảnh tích hợplàảnh có các tính chất sau: giá trị pixel tại vị trí ( xy ) bất kỳ trong ảnh tích hợp bằng với tổng tại vị trí ( x , y ) bất kỳ trong ảnh tích hợp bằng với tổng số các pix el thuộchìnhchữ nhật đượctạobởigóctrái trên cùng của ảnh ( 0 , 0 ) và điểm đang xét . trên cùng của ảnh ( 0 , 0 ) và điểm đang xét . Trong đó : Trong đó :  i:ảnh banđầu. p: ảnh tích hợp của i p:  ảnh tích hợp của i . Đặctrưng Haar - like  Ví dụ: [...]... số các đoạn của nét trong mỗi vùng góc được chọn như một giá trị đặc trưng Đặc trưng theo hướng Hiện nay, các đặc trưng hướng được áp dụng rộng rãi vì chúng mô tả được hình dáng khái quát của đối tượng theo sự biến đổi đa dạng của các nét Đặc trưng hình học & hình thái Các tính chất cục bộ và toàn cục của các đối tượng có thể được biểu diễn bằng các đặc trưng hình học và hình thái g Các kiểu đặc trưng. .. khoảng cách Đặc trưng thống kê • Các phép chiếu điểm ảnh: Các đối tượng có thể được biểu diễn bằng cách chiếu các điểm ảnh lên các dòng theo các hướng khác nhau g y y • Đặc trưng này ít nhạy cảm với nhiễu • Tuy nhiên, đối với chữ, để sử dụng tốt lại đặc trưng này thì cần chuẩn hóa độ dày của nét chữ • Đặc trưng này được nhiều nhà nghiên cứu sử dụng rộng rãi trong các hệ thống OCR Đặc trưng thống kê • Đặc. .. trưng thống kê • Đặc trưng hướng: Các đối tượng là các đoạn thẳng có hướng các cung hoặc các đường cong hướng, cong • Hướng của các nét đóng vai trò quan trọng trong g g việc so sánh sự khác nhau giữa các đối tượng • Các đối tượng được mô tả như các vectơ mà các phần tử của nó là các giá trị thống kê về hướng • Để trích chọn các đ trưng này, góc đị h h ớ í h h á đặc à ó định hướng của các nét phải được... đó, các thành phần nguyên thủy được sử dụng trong các đồ thị liên quan Có hai loại đặc trưng ảnh được mô tả bằng đồ thị: Loại thứ nhất sử dụng các tọa độ của hình dáng đối tượng Loại thứ hai là một loại đặc trưng trừu tượng các nút tượng, của đồ thị tương ứng với các nét và các cạnh của đồ thị tương ứng với các mối quan hệ giữa các nét Cây cũng có thể dùng để biểu diễn các đối tượng với một tập các đặc. .. lệ, tịnh tiến hoặc quay • Các mô men được xét như các dãy khai triển đặc trưng vì ảnh gốc có thể xây dựng lại một cách đầy đủ từ các hệ số mô men ừ á ố ô Khai triển Karhunent-Loeve: phân tích các vectơ riêng để rút gọn số chiều của tậ đặ t t iê út ố hiề ủ tập đặc trưng bằng cách tạo các đặc trưng mới là tổ hợp tuyến tính của các đặc trưng gốc Đây là phép gốc biến đổi tối ưu trong một số lĩnh vực nén... về hình thái: các điểm cực đại và cực tiểu, các điểm chóp trên và chóp dưới của một ngưỡng nào đó, mở rộng cho các điểm trái, phải, trên, dưới và các giao điểm, các điểm nhánh, điểm cuối đoạn g thẳng, hướng của một nét từ một điểm đặc biệt, các điểm cô lập Đặc trưng hình học & hình thái Đặc trưng hình học & hình thái Các đại lượng hình học: các đối tượng được biểu diễn bằng độ đo của các đại lượng... không chồng nhau Mục đích của việc phân vùng nhằm thay thế các tính chất toàn cục bằng các tính chất cục bộ của ảnh Các đặc trưng này tỏ ra phù hợp với sự biến g y đổi đa dạng trong các chi tiết của ký tự viết tay Đặc trưng thống kê Phân vùng (Zone) g( ) Chu tuyến (Contour Profile) y ( ) Đặc trưng thống kê • Các giao điểm và khoảng cách: Một đặc trưng thống kê phổ biến là số giao điểm giữa chu tuyến g... cung cấp các tri thức để phát hiện ra đối tượng ệ ợ g Đặc trưng hình học & hình thái Các cấu trúc hình thái: một cấu trúc đã xác định được tìm kiếm trong một đối tượng Số lượng vị trí hoặc quan hệ vị trí của các cấu trúc trong đối tượng tạo thành các đặc trưng, thông thường các cấu trúc nguyên thủy (đoạn thẳng, ấ ẳ cung) là các nét tạo ra đối tượng Các đối tượng được mô tả bằng nhiều loại đặc trưng về... D C P3 P4 Biến đổi ảnh 2 chiều thành dãy đặc trưng Wavelet Mệnh đề (biểu diễn duy nhất của đặc trưng theo phép biến đổi Haar): Cho ma trận vuông A cấp 2n, n nguyên dương Theo phương pháp biến đổi ảnh thành dãy đặc trưng của thuật toán TransformFeature thì dãy đặc t ới trưng th đ thu được là d nhất đối với ma t ậ A duy hất trận A Hình 3.9 Histogram của dãy đặc trưng thu được y ặ g ợ Ảnh 16×16, mỗi véc... tổng các điểm đen tương ứng ổ ể (11) với các khối A, A1, A2, A3, A4; (12) - Fi+1 = S1 + S2; Fi+2 = S2 + S3; Fi+3 = S4; (13) - i = i + 3 3; (14) } (15) Return {F}; 14 Biến đổi toàn cục và khai triển chuỗi • Phương pháp mô men: ảnh gốc sẽ được thay thế bằng một tập các đặc trưng vừa đủ để biểu diễn các đối tượng bất biến đối với các phép thay đổi tỷ lệ, tịnh tiến hoặc quay • Các mô men được xét như các