PHƯƠNG PHÁP NÉN ẢNHIMAGE COMPRESSION

NỘI DUNG BÀI GiẢNG Tổng quan về nhận dạng ảnh  Không gian biểu diễn đối tượng  Không gian diễn dịch  Mô hình nhận dạng  Phân hoạch không gian  Hàm phân lớp hay hàm ra quyết định 

NỘI DUNG BÀI GiẢNG

 Tổng quan về nhận dạng ảnh

 Không gian biểu diễn đối tượng

 Không gian diễn dịch

 Mô hình nhận dạng

 Phân hoạch không gian

 Hàm phân lớp hay hàm ra quyết định

 Một số thuật toán nhận dạng

TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG

 Nhận dạng là quá trình phân loại các đối tượng đã

được biểu diễn theo một mô hình nào đó và gán chúng vào một lớp dựa theo những quy luật vá các mẫu

chuẩn.

 Quá trình nhận dạng ảnh có thể chia thành 4 mức ứng với 4 giai đoạn liên tiếp nhau như sau:

– Thu nhận

– Tiền xử lý và trích chọn đặc trưng

KHÔNG GIAN BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG

 Các đối tượng khi quan sát hay thu thập được biểu diễn bởi tập các đặc trưng

 Các đặc trưng thương sử dụng như: Biên,

vùng, miền đồng nhất…

 Người ta phân các đặc trưng này thành từng loại như: đặc trưng tôpô, đặc trưng hình học, đặc trưng về chức năng…

KHÔNG GIAN BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG

 Giả sử đối tượng X (hình ảnh, chữ viết, dấu vân tay…) được biểu diễn bởi n đặc trưng Khi đó ta

ký hiệu: X = {x1, x2, …, xn}; mỗi xi biểu diễn một đặc tính nào đó

 Không gian biểu diễn các đối tượng được gọi là không gian đối tượng, được ký hiệu:

χ = {X1, X2, …, Xm}trong đó mỗi Xi biểu diễn một đối tượng

KHÔNG GIAN DIỄN DỊCH

 Không gian diễn dịch là tập các tên gọi của đối tượng Đây là một tập hữu hạn

Ω = {w1, w2, …, wk}, wi, i=1, 2, …, k là tên các đối tượng.

 Kết thúc quá trình nhận dạng, ta xác định được tên gọi cho các đối tượng trong tập không gian đối tượng hay nói cách khác là đã nhận dạng được đối tượng

KHÔNG GIAN DIỄN DỊCH

 Quá trình nhận dạng đối tượng là quá trình ánh

xạ từ không gian biểu diễn đối tượng vào không gian diễn dịch Đó là một hàm f : χ → Ω

 Quá trình ánh xạ này biến một đối tượng trong χ

thành một đối tượng trong Ω

 Ví dụ: Nhận dạng chữ cái (A Z) Tập χ là các ký

tự viết tay Ω là các ký tự {A,B,…, Z}

MÔ HÌNH NHẬN DẠNG

 Trong nhận dạng người ta chia ra làm hai họ lớn:

– Họ mô tả theo tham số

– Họ mô tả theo cấu trúc

 Tương ứng với hai mô hình:

– Mô hình nhận dạng theo tham số

– Mô hình nhận dạng theo cấu trúc

MÔ HÌNH NHẬN DẠNG

 Mô hình nhận dạng theo tham số:

– Sử dụng vectơ để biểu diễn, đặc tả đối tượng.

– Mỗi phần tử của vectơ đặc tả một tính chất của đối tượng.

– Việc lựa chọn các phương pháp biểu diễn sẽ làm đơn giản cách xây dựng hàm ánh xạ nhận dạng.

MÔ HÌNH NHẬN DẠNG

 Ví dụ: Trong nhận dạng chữ người ta sử dụng các tham số như:

– Số điểm chạc ba, chạc tư.

– Số điểm chu trình.

– Số điểm ngoặt.

– Số điểm kết thúc.

 Hình chữ t ở trên có 4 điểm kết thúc

MÔ HÌNH NHẬN DẠNG

 Mô hình nhận dạng theo cấu trúc:

– Dựa vào việc mô tả đối tượng thông qua đoạn thẳng, cung, …

– Sử dụng các văn phạm để xác định cấu trúc.

 Bản chất của quá trình nhận dạng:

– Lựa chọn mô hình biểu diễn đối tượng.

– Lựa chọn luật ra quyết định và suy diễn quá trình học.

Nhận dạng là quá trình tìm ra các

quy luật, thuật toán để có thể gán

đối tượng vào một lớp hay nói cách khác gán đối tượng với một tên.

NHẬN DẠNG DỰA TRÊN

PHÂN HOẠCH KHÔNG GIAN

 Phân hoạch không gian

 Hàm phân lớp hay hàm ra quyết định

 Một số thuật toán nhận dạng

PHÂN HOẠCH KHÔNG GIAN

 Không gian biểu diễn đối tượng:

 Hàm phân lớp này là một siêu phẳng.

Việc xây dựng hàm khảng cách tùy thuộc vào

MỘT SỐ THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG

 Thuật toán K-Mean (K-Trung bình)

 Thuật toán dựa Maximin

THUẬT TOÁN K-MEAN

THUẬT TOÁN K-MEAN

 Phương pháp:

1 Cho n = 1, chọn K phần tử bất kỳ X1, X2, …, Xk làm hạt nhân tương ứng với K lớp C1, C2, …, Ck Tâm của K lớp này là Z1(n) = X1, Z2(n) = X2, …, ZK(n) = XK.

2 Phân lớp cho K nhóm theo nguyên tắc khoảng cách

cực tiểu Xét phân tử Xi (i=1, 2,…, m), Xi sẽ thuộc lớp

Cj nếu khoảng cách từ Xi đến tâm của lớp Cj là nhỏ nhất Nghĩa là:

D(X , Z (n)) ≤ D(X , Z (n)), ∀ p ≠ j, p = 1, 2, …, m.

THUẬT TOÁN K-MEAN

X C

) (

1 )

∈

VÍ DỤ THUẬT TOÁN K-MEAN

 Cho tập gồm 12 đối tượng:

VÍ DỤ THUẬT TOÁN K-MEAN

THUẬT TOÁN MAXIMIN

THUẬT TOÁN MAXIMIN

THUẬT TOÁN MAXIMIN

Phương pháp:

6 Chọn i1, i2, …, in sao cho: δik, j = min{dkj}, j = 1, 2, …, n.

7 Chọn i *, j * sao cho Di*, j* = max{ δik, j}, j = 1, 2, …, n.

8 Tính

9 Nếu Di*j* < θ d thì kết thúc, Ngược lại, n = n+1, Tạo lớp mới Cn = {Xj*} Zn = Xj*.

) 1 (

) ,

( 2

−

≠

n n

Z Z

D

j i

VÍ DỤ THUẬT TOÁN MAXIMIN

 Cho tập gồm 12 đối tượng:

VÍ DỤ THUẬT TOÁN MAXIMIN