Hệ thống phát hiện khuôn mặt dựa trên mạng neural

http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN TĨM T T Phát hi n khn m t m t v n đ c b n ngành h c quan sát b ng OBO OK S CO M máy tính Là m t nh ng giai đo n c a h th ng nh n d ng m t ng i v i nhi u ng d ng r ng rãi ph bi n khác nh ch s hóa n i dung nh, h th ng giám sát, h i th o truy n hình…, phát hi n khn m t dành đ c s quan tâm nghiên c u c a nhi u ng i su t hai th p k qua Tuy nhiên, v i nh ng thách th c r t l n gây tính bi n đ ng c a mơi tr c ng nh tính bi n đ i cao c a khn m t, phát hi n m t ng ng i v n m t nh ng v n đ m đ i v i nhà nghiên c u Và cho đ n v n ch a có m t ph ng pháp th c s gi i quy t h t thách th c c a phát hi n khn m t Nhi u c i ti n, nhi u đ xu t đ c đ a nh m c i thi n ch t l ng phát hi n khn m t Và m t nh ng c i ti n d a nh ng đ c m b t bi n ho c có s bi n đ ng có th phân vùng đ ng c c a khn m t mà màu da c a i m t nh ng đ c m Xu t phát t ý t ng k t h p gi a màu da m t ph ng pháp phát hi n khn m t hi u qu , đ án t p trung xây d ng m t h th ng k t h p gi a h th ng phát hi n khn m t d a m ng neural ph ng pháp phân vùng màu da d a mơ hình màu da có tham s s d ng phân ph Gaussian H th ng phát hi n đ c xây d ng v c b n có ngun t c ho t đ ng theo mơ hình m ng neural kinh n ó mơ hình m ng neural Perceptron đa KIL l p, s d ng thu t tốn lan truy n ngu c ph ng pháp gi m gradient đ h c m ng V c b n ki n trúc m ng neural xây d ng khơng có thay đ i, nhiên, s c i ti n ki n trúc m t m v i vi c s d ng thêm mơ hình xác su t d a lý thuy t Bayes đ có th có s m m d o h n vi c đánh giá k t qu cu i c a m ng Ngồi ra, đ án c ng nêu m t chi n thu t hu n luy n h p lý, cho phép hu n luy n nhanh mà v n đ m b o đ c tính http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN t ng qt hi u qu c a m ng ó chi n thu t hu n luy n m ng ch đ ng có h c Ph ng pháp phân vùng màu da đ c k t h p vào h th ng nh m t KIL OBO OKS CO M gi i h n cho phép gi m khơng gian tìm ki m, t c khn m t s ch đ c tìm ki m vùng màu da Vi c phân vùng giúp cho th i gian phát hi n c a h th ng c i thi n đáng k , h n n a giúp cho h th ng ho t đ ng hi u qu h n giúp cho k t qu phát hi n đ c rõ ràng ch t l ng, đ án c ng nêu heuristic c th phù h p cho h th ng, Nh ng heursitic d a k t qu th c t c ng nh th ng kê c a q trình hu n luy n ki m th h th ng án v i tên g i “H th ng phát hi n khn m t d a m ng neural ph Ch ng pháp vân vùng màu da” đ ng I: Gi i thiêu – Là ch Ph n đ u t ng quan h đ c b c c làm n m m c ng gi i thi u, bao g m ba ph n nh ng ti p c n, ph c đ xu t Ph n hai t ng quan ph ng pháp phát hi n m t ng ng pháp phân vùng màu da d a tính ch t m nh Qua ph n v i nh ng đánh giá ph giúp ch n đ c ph i ng pháp phân vùng phù h p cho h ng pháp s th ng Ph n ba s c s lý thuy t c b n nh t v m ng neural MPL thu t tốn lan truy n ng c ây ki n trúc m ng thu t tốn s đ c s d ng cho h th ng m ng neural c a đ án Ch d li u – ng II: T ng th ho t đ ng c a h th ng v n đ chu n b c s ây ch h th ng s đ ng miêu t mơ hình thu t tốn ho t đ ng t ng th nh t c a c xây d ng ng th i s đ c p v n đ chu n b ti n x lý cho t p c s d li u đ oc dùng đ hu n luy n m ng neural c ng nh luy n t p phân vùng màu da đ n ch t l ây m t nh ng cơng vi c quan tr ng quy t đ nh ng c a h th ng http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Ch ng III: Phát hi n khn m t d a m ng neural ph pháp phân vùng màu da – ây ch miêu t đ y đ ki n trúc h th ng đ ng ng quan tr ng nh t c a đ án Nó s c xây d ng Thu t tốn ph ng pháp hu n luy n phân vùng màu KIL OBO OKS CO M hu n luy n m ng neural Thu t tốn ph ng pháp da Và s đ xu t nh ng heuristic giúp c i thi n ch t l ng phát hi n th i gian ch y c a h th ng Ch ng IV: Phân tích thi t k cài đ t ch ng trình Ch ong V: Kh o sát th c nghi m đánh giá ch ch ng s miêu t k t qu vi c ki m th ch b test t t o ch ng trình ng trình – ây ng trình d a b test chu n ng th i s có nh ng đánh giá nh n xét v k t qu c a K t lu n h ng phát tri n Trong ph m vi đ án, v i vi c h th ng đ c xây d ng m t m ng neural đ n l , v y em ti n hành hu n luy n cho m ng nh n bi t nh ng khn m t v i t th nhìn th ng (frontal), có đ nghiêng góc quay khơng đáng k Các khn m t có th có nhi u tr ng thái khác Các nh đ dùng đ ki m th bao g m c nh chân dung nh t p th nh khơng có nhi u (t thêm) đ ki m tra thêm v tính hi u qu c a h th ng Các nh đ ki m th có kích th c c bao g m 240 x 180, 320 x 240, 480 x 360 m nh V i b test bao g m 300 nh chân dung kích th đ oc thêm nhi u, 320 nh đ c 320 x 240; 320 nh c thu nh l i kích th ki m tra h th ng có th phát hi n khn m t có kích th nh đ c c 240 x 180 đ c khác nhau, 320 c thêm nhi u Ngồi t p nh chân dung chu n ra, ch ng trình test v i 100 nh t p th t t o v i nhi u m c đích khác 100 nh c ng đ ti n hành ki m th c thêm nhi u đ http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH ng pháp phát hi n m t ng KIL OBO OKS CO M T ng quan v ph NG I: GI I THI U 1.1 Phát hi n m t ng Nh n bi t đ i t i i ng d ng ng nói chung nh n bi t m t ng i nói riêng tốn c b n quan tr ng l nh v c quan sát b ng máy tính Nh n bi t m t ngu i thu hút s t p trung nghiên c u c a nhi u nhà nghiên c u su t nhi u th p k qua Tuy nhiên v n ch a có m t h ng ti p c n th c s tr n v n mang l i hi u qu gi i quy t h t thách th c tình hu ng v n đ phát hi n m t ng ng i, ngun nhân tính bi n đ i cao c a khn m t i Chính v y, v n v n đ m ti p t c thu hút s nghiên c u sâu h n v i k thu t m i đ c đ xu t Các k thu t đ c áp d ng có th chia thành m t hai ti p c n: so sánh s phù h p v i mơ hình hình h c hai, ba chi u vào nh, hay ph ng pháp so sánh s phù h p mơ hình khung nhìn vào nh có ch a khn m t c n nh n bi t Các nghiên c u tr r ng h c cho th y ng pháp d a khung nhìn có th nh n bi t khn m t th ng n n ph c t p m t cách hi u qu V i m c đích t n d ng nh ng u m c a k thu t đu c đ xu t, k t h p chúng l i đ có th xây d ng đu c m t h th ng phát hi n m t ng m t cách hi u qu án t p trung vào v n đ phát hi n m t ng màu t nh, nh m k t h p nh ng đ c tr ng c a m t ng s d ng k thu t phân vùng màu da ng i i nh i nh màu c th i nh màu k t h p v i h ng ti p c n d a khung nhìn v i m c đích s d ng m ng neural nhân t o - m t ph ng pháp kinh n nh ng v n r t m ch a đ ng nhi u u m v n đ nh n d ng, đ xây d ng h th ng phát hi n m t ng i http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN K thu t phân vùng da ngu i nh màu đ nh n bi t m t ng i v i m c đích cu i gi m khơng gian tìm ki m m t i nh, giúp cho hi u n ng ho t đ ng c a h th ng đ c nâng cao h n Còn u m n i b t c a m ng neural nhân t o nói riêng ph ng ti p c n d a KIL OBO OKS CO M ng c áp d ng h th ng máy h c nói chung vi c phát hi n m t ngu i có th miêu t phát hi n khn m t nhi u tình hu ng khác Nh ng tình hu ng g p ph i phát hi n khn m t bao g m:  T th c a khn m t (Pose): Khn m t nghìn th ng (frontal), nghiêng m t ph n (partial profile) hay nghiêng hồn tồn (full profile) Khn m t h ng th ng đ ng (upright) khn m t xoay m t góc (rotate)  N i dung khn m t: Khn m t ch a đ y đ đ c tr ng nh m t, m i, mi ng, tai hay thi u m t vài đ c tr ng  Tr ng thái c a khn m t: ó tr ng thái tình c m c a khn m t nh cu i, khóc, t c gi n… ây nh ng tình hu ng mà h s c ph c t p đ có th miêu t đ ng ti p c n khác ph i m t nhi u cơng c Nh ng v i m ng neural, thơng qua t p m u q trình hu n luy n m ng hi u qu , k t qu mang l i có th r t kh quan ng d ng Cơng ngh nh n bi t m t ng i có s ng d ng r ng rãi th c t Trong nh n d ng sinh tr c h c, h i th o truy n hình, ch s hố nh c s d li u video, t ng tác ng đo n đ u h th ng nh n d ng m t ng i máy Nh n bi t m t ng i Hai tốn nh n bi t nh n d ng đ i t th ng nh n d ng đ i t t i giai ng có liên quan m t thi t H ng có th xây d ng mà khơng có t p b nh n bi t đ i ng, m i b nh n bi t phát hi n m t đ i t ng quan tâm T ng t , b nh n http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN bi t đ i t ng có th đ b nh n d ng đ i t t c xây d ng mà khơng có h th ng nh n d ng đ i t ng c n phân bi t đ i t ng khác có th xu t hi n l p đ i t ng mong mu n v i m i đ i ng ch a bi t Do hai tốn KIL OBO OKS CO M nh nhau, dù th c hành h u h t h th ng nh n d ng đ i t gi i quy t n n tu ý, h th ng nh n bi t đ i t đ lo i đ i t ng; ng đ ng đ xây d ng h th ng nh n d ng ng c hu n luy n i m tr ng khác c a tốn d n đ n trình bày thu t tốn khác Thơng th tr ng, h th ng nh n d ng khn m t làm vi c b ng cách c h t áp d ng b nh n bi t khn m t đ đ nh v khn m t, sau áp d ng thu t tốn nh n d ng đ nh n di n khn m t 1.2 Các thách th c v n đ phát hi n m t ng Vi c nh n bi t đ i t v t p nh c a đ i t c a t p nh đ i t i ng tốn xác đ nh c a s c a nh có thu c ng quan tâm hay khơng Do đó, đ ng biên quy t đ nh ng ph c t p s làm t ng đ khó c a tốn có th t ng s l i nh n bi t Gi s ta mu n phát hi n khn m t nghiêng m t ph ng nh, ngồi khn m t th ng Vi c thêm khn m t nghiêng vào t p nh ta mu n nh n bi t làm t ng đ bi n thiên c a t p, có th làm t ng đ ph c t p c ađ ng biên quy t đ nh c a t p nh ph c t p làm tốn nh n bi t khó h n Vi c thêm nh m i vào t p nh đ i t đ nh đ n gi n h n d h c h n Có th t quy t đ nh đ ng có th làm đ ng t ng biên quy t ng u đ ng biên c làm tr n b ng vi c thêm nh vào t p Có nhi u ngu n bi n đ i tốn nh n bi t đ i t ng, c th tốn nh n bi t khn m t Có ngu n bi n đ i sau [6]:  Bi n đ i m t ph ng nh: lo i bi n đ i nh khn m t đ n gi n nh t có th đ c bi u di n đ c l p v i khn m t, b ng cách quay, d ch chuy n, bi n đ i t l l y đ i x ng nh http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN  Bi n đ i đ sáng ng c nh: bi n đ i đ i t ra, c th thu c tính b m t c a đ i t ng mơi tr ng gây ng ngu n sáng Các thay đ i v ngu n sáng nói riêng có th bi n đ i hồn tồn v b ngồi c a KIL OBO OKS CO M khn m t  Bi n đ i n n: Nhi u nhà nghiên c u cho r ng v i k thu t nh n d ng m u hi n nay, ti p c n d a khung nhìn đ nh n bi t đ i t h p cho đ i t t ng có “đ ng có hình dáng d đốn đ pixel bên đ i t ng biên nh có th d đốn đ ng ch thích c” Khi đ i c, ta có th trích window ch ch a ng, b qua n n  Bi n đ i hình dáng: v i khn m t, lo i bi n đ i bao g m bi u l tình c m khn m t, mi ng m t m hay đóng, hình dáng khn m t c a t ng ng i 1.3 Các v n đ liên quan đ n phát hi n m t ng Bên c nh v n đ phát hi n m t ng m t thi t v i phát hi n m t ng i i, có nhi u v n đ khác có quan h i mà nhi u gây nh m l n n u khơng đ c tìm hi u m t cách k Nh ng v n đ bao g m [7]  nh v khn m t hay xác đ nh v trí khn m t: g n v i v n đ phát hi n m t ng ây v n đ r t i N u nh phát hi n m t ng i nh ph i tr l i câu h i có t n t i khn m t nh hay khơng ? N u t n t i t n t i khn m t? V trí c a khn m t Thì v n đ đ nh v m t ng m t nh bi t tr i ch tr l i cho câu h i v trí m t ng c có m t m t ng i đâu i Nh v y có th th y, đ nh v khn m t m t ph n cơng vi c c a phát hi n m t ng đâu ? i http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN  Phát hi n đ c tr ng c a khn m t: ây v n đ c ng r t g n v i v n đ đ nh v khn m t Nó c ng gi thi t r ng ch có m t khn m t nh Và vi c phát hi n đ c tr ng khn m t tìm v trí c a KIL OBO OKS CO M đ c tr ng nh đơi m t, m i, mi ng, mơi, tai…  Bám sát khn m t: M c đích c a v n đ cl ng liên t c s thay đ i v v trí hu ng c a khn m t m t chu i nh th i gian th c  Nh n bi t tr ng thái khn m t: M c tiêu c a v n đ nh n bi t tr ng thái c a khn m t ng i (h nh phúc, t c gi n, đau kh …) ây v n đ r t khó thú v tr ng thái khn m t c a t ng ng i có th r t khác m t tr ng thái tâm lý  Nh n d ng khn m t: Trong v n đ này, ph i đ i sánh khn m t c n nh n d ng v i khn m t có s n th vi n tìm nh ng thơng tin c n thi t v khn m t c n nh n d ng n u có đ c tr ng t ng đ ng v i khn m t th vi n  Th m tra xác minh khn m t: ây v n đ n m v n đ nh n d ng khn m t Thơng th ng sau nh n d ng khn m t, ng i ta ph i ti n hành m t giai đo n n a g i th m tra xác minh tính đ n c a khn m t đ c nh n d ng Nó cho phép t ng s đ n c a v n đ nh n d ng khn m t Trong nh ng v n đ nêu trên, có th th y nh n bi t khn m t nh n d ng khn m t hai v n đ c b n có th ch a đ ng v n đ l i Và thơng th ng, nh n bi t khn m t s giai đo n đ u c a h th ng nh n d ng khn m t S khác c b n gi a phát hi n khn m t v i nh n d ng khn m t là: N u nh nh n d ng khn m t phân bi t nh ng khn m t khác t p danh m c khn m t, nh n bi t khn m t phân l p đu c đâu danh m c khn m t đâu danh m c nh khơng ph i khn m t http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 1.4 T nq quan h ng ti p c n phát hi n khn m t Trong su t q trình h n ba th p k , có r t nhi u h h c đ xu t đ gi i quy t tốn phát hi n m t ng KIL OBO OKS CO M x lý khác đ ng ti p c n ng ti p c n x lý thơng th i Các ng nh m gi i quy t nh ng u c u c th khác ,trong t ng ng d ng c th Chính v y có nhi u cách đ có th phân lo i ph ng pháp, k thu t, h m t Trong lu n v n này, s phân lo i h ó chia h ng ti p c n phát hi n khn ng ti p c n theo ph đ c s d ng nhi u nh t ng ti p c n theo hai h H ng ti p c n d a đ c tr ng c a nh (Feature-based) h ng pháp ng chính: ng ti p c n d a thơng tin xu t hi n nh (Image-based) Các ph s đ d ng pháp, k thu t phân chia theo cách có th nhìn th y i [7]: http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 1: S đ h ng i 1.4.1 H ng ti p c n ph ng pháp phát hi n m t ng ti p c n d a đ c tr ng c a approaches) 10 nh (Feature-based http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 33: S đ BLD tồn b ki n trúc h th ng 111 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 2.3 Thi t k c s d li u sau đây: KIL OBO OKS CO M Nh phân tích ph n trên, h th ng s s d ng CSDL - C s d li u nh hu n luy n m ng neural bao g m: CSDL nh khơng khn m t CSDL nh khn m t - C s d li u nh hu n luy n phân vùng màu da - C s d li u k t qu hu n luy n m ng neural - C s d li u k t qu hu n luy n phân vùng màu da - C s d li u k t qu phát hi n khn m t Có th th y hai CSDL ban đ u nh ng m u nh v i kích th hóa c đ nh s s d ng kích th c chu n 25 x 25 pixel cho m u hu n luy n m ng neural Hai t p c a CSDL s đ vào t ng th m c riêng T p m u nh khn m t s đ FaceFolder đ c chu n c gán nhãn l u c l u vào th m c c gán nhãn cho t ng m u “isface + ch s m u” Còn t p m u nh khơng khn m t đ c l u th m c NonFaceFolder đ c gán nhãn cho t ng m u “nonface+ ch s m u” Còn c s d li u t p m u màu da, c ng nh ng m u đ T p m u c ng đ c trích ch n th cơng chu n kích th c 30 x 40 pixel c gán nhãn m u l u vào th m c SkinSample Ba CSDL sau, th c ch t nh ng CSDL r t đ n gi n, chúng ch nh ng b tham s c a k t qu ch ng trình Vì v y, s s d ng lo i CSDL đ n gi n nh t đ l u tr chúng file truy nh p tu n t C th , k t qu hu n luy n m ng neural s đ c l u vào file facenet*.nn “* “đ i di n cho s nút n mà ki n trúc m ng neural dùng, nh m d dàng phân bi t q trình th nghi m hu n luy n 112 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN K t qu c a hu n luy n phân vùng màu da s đ c l u file skin.nn ây s b ba tham s c n thi t Cu i s file faceresult.nn đ c phát hi n, vi c l u v i m c đích đ d x lý nh c p nh t c a s sai KIL OBO OKS CO M đ c dùng đ l u k t qu c a c a s q trình hu n luy n ch đ ng Thi t k ch ng trình k t qu minh h a 3.1 Thi t k ch ng trình Ch c thi t k b ng ngơn ng l p trình Visual Basic 6.0 S d ng ng trình đ i vi t ch n ngơn ng ngơn ng mà ng nh t c ng r t d dang vi t thi t k theo s đ BLD Ch vi t d a theo h ng đ i t g i class Ch i vi t n m v ng ng trình đ ng c th d a nh ng th vi n mà Visual Basic ng trình bao g m class đóng vai trò th vi n ph th c đ có th s d ng l i g i ch ng trình Ngồi ra, ch trình g i module basMaths Ch ng trình đ frame Quan h thành ph n ch ` c miêu t nh s đ d ng i d ng ng trình c ng nh ch c n ng c a t ng i đây: 113 c xây d ng d ng ng trình xây d ng m t module bao g m hàm tốn h c có s d ng ch thành ph n đ c http://kilobooks.com KIL OBO OKS CO M THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Hình 34: S đ ph 3.2 K t qu ch ng th c quan h l p h th ng ng trình - H ng d n s d ng - 114 óng gói s n ph m http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH NG V: KH O SÁT TH C NGHI M VÀ ÁNH GIÁ K T QU Ch KIL OBO OKS CO M C s d li u nh kh o sát ng trình s kh o sát đánh giá v i hai t p d li u c b n: - T p c s d li u chu n bao: g m 320 nh chân dung đ phân gi i 320 x 140 m nh đ ây t p nh đ c t i t http://lrv.fri.uni-lj.si/facedb.html T p nh c ch p b i máy nh k thu t s Sony Digital Mavica, khơng flash Trong t p nh này, bao g m 150 nh nh có đ sáng đ ng đ u vùng nh 170 nh có đ sáng khơng đ ng đ u, v i c ng đ sáng bên ph i nh t i h n T t p 320 nh này, s ti n hành thu nh l i v i kích th kh n ng phát hi n khn m t s đ kích th c 240 x 180 đ ki m tra c khác nhàu Tồn b 640 nh c t o thêm 640 nh n a v i vi c thêm nhi u ng u nhiên vào v i t l nhi u chi m 25% - T p c s d li u t xây d ng: Do c s d li u ch nh chân dung m t khn m t Và ch a tìm đ c m t t p có s d li u chu n g m nhi u khn m t Vì v y, ngu i vi t ti n hành t xây d ng t p c s d li u nhi u khn m t V i m c đích đ ki m tra: Kh n ng phát hi n khn m t có kích th c khác m t nh Kh n ng phát hi n khn m t có t th , đ nghiêng góc quay xê d ch nh Kh n ng phát hi n khn m t v i tr ng thái khác nh c nh m, m …Kh n ng có phát hi n đ i, khóc, nghiêm trang M t c nh b che khu t hay khơng Kh n ng có phát hi n khn m t b l p vùng t i hay khơng Kh n ng có phát hi n đ c khn m t b c nh b nhi u hay khơng V i m c đích nh v y, 100 nh có đ phân gi i bao g m 240 x 180, 320 x 240, 480 x 360 m nh đ c s u t m trích ch n t nhi u ngu n nh khác qua Internet 100 nh c ng s đ Nh v y t ng s c thêm nhi u ng u nhiên đ t o thêm 100 nh n a nh kh o sát th c nghi m 1480 nh 115 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN K t qu kh o sát (Do CSDL nh test h i l n, nên em ch a kh o sát xong Nh ng em đ nh t ch c KIL OBO OKS CO M b ng nh sau) 2.1 nh chân dung 2.2.1 T p nh khơng nhi u kích th Kích th c T ng s nh c 480 x 360 T ng s T ng s T ng s T ng s khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác hi n đ 480 x 360 320 T l c hi n sai hi n thi u 320 (Hình minh h a k t qu ) 2.2.2 T p nh khơng nhi u kích th Kích th c T ng s nh c 320 x 240 T ng s T ng s T ng s T ng s khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác hi n đ 320 x 240 320 320 T l 116 c hi n sai hi n thi u http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN (hình minh ho k t qu ) Kích th c T ng s nh T ng s T ng s T ng s T ng s khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác hi n đ 480 x 360 320 T l c 480 x 360 KIL OBO OKS CO M 2.2.3 T p nh khơng thêm nhi u nhi u kích th c hi n sai hi n thi u 320 (hình minh h a k t qu ) 2.2.4 T p nh khơng thêm nhi u nhi u kích th Kích th c T ng s nh T ng s T ng s T ng s T ng s khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác hi n đ 320 x 240 320 T l c 320 x 240 c hi n sai hi n thi u 320 (HÌnh h a k t qu ) 2.3 nh t p th t xây d ng 2.3.1 T p nh khơng nhi u, v i kích th Kích T ng s T ng s T ng s 117 c khác T ng s T ng s http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN th c nh khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác 480 x 100 360, 320 x 240, 240 x180 T l c hi n sai KIL OBO OKS CO M hi n đ hi n thi u (HÌnh h a k t qu ) 2.3.2 T p nh thêm nhi u v i kích th Kích th c T ng s nh T ng s T ng s T ng s T ng s khn khn khn khn m t m t phát m t phát m t phát xác hi n đ 480 x 360, 320 x 240, 240 x180 T l 100 c khác c hi n sai (Hình h a k t qu ) Nh n xét, đánh giá k t qu h ng ng d ng 118 hi n thi u http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN SÁCH KIL OBO OKS CO M TÀI LI U THAM KH O James A Freeman – David M Skapura: “Neural networks: Algorithms, applications and Programing Techniques” (eBook) Anil K Jain: “Fundamentals of digital image processing” – Prentice Hall Ben Krose - Patrick van der Smagt:“An Introduction to neural networks” (eBook) Colin fyfe: “Artificial neural networks” – (eBook) Nguy n Thanh Th y – L ng M nh Bá: “Nh p mơn x lý nh” - Nhà xu t b n khoa h c k thu t – 1999 BÀI BÁO Henry A Rowley - Shumeet Baluja - Takeo Kanade: “Neural NetworkBased Face Detection” Vladimir Vezhnevets - Vassili Sazonov - Alla Andreeva: “A survey on pixelbased skin color detection techniques” 119 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Nguy n Th Hồng Lan - Nguy n Thanh Ph ng: “Face detection using skin color region and neural network” application” KIL OBO OKS CO M David J.C MacKay: “Bayes method for neural network – theory and 10 Erik Hjelman – Boon Kee Low: “Face detection: A survey” WEBSITE 11 http://ww.ri.cmu.edu/projects/project-271.html - Face detection using neural network 12 http://www.facedetection.com - Thơng tin t ng quan v phát hi n m t ng i 13 http://cswww.essex.ac.uk/mv/allfaces/index.html - C s d li u m t ng i 14 http://lrv.fri.uni-lj.si/facedb.html - C s d li u test ch L IC M Em xin đ N c c m n th y cơ, b mơn Truy n thơng m ng máy tính, Khoa Cơng ngh thơng tin, Tr nhi t tình giúp đ h trình làm đ án ng trình ng i H c Bách Khoa Hà N i Cơ giáo ng d n em su t q trình th c t p c ng nh q Em xin c m n t t c th y giáo tham gia gi ng d y t i khoa K s ch t l ng cao C m n th y trang b cho b n em nh ng ki n th c v ng vàng, khơng ch nh ng mơn h c liên quan đ n cơng ngh thơng tin mà 120 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN r t nhi u nh ng mơn khác n a, t t c giúp em r t nhi u q trình hồn thành đ án Xin c m n t t c anh ch khóa c ng nh t t c b n bè KIL OBO OKS CO M nhi t tình giúp đ em, cung c p tài li u, h tr ki n th c c ng nh đ ng viên em su t q trình làm lu n v n Cu i cùng, em xin đ c dành l i c m n đ c bi t nh t đ n gia đình b m , ch gái em trai Nh ng ng tinh th n tin t i ln ln c nh em, ln ln đ ng viên ng em q trình làm đ án c ng nh cu c s ng V i đ án này, em c g ng làm hêt s c v i mong mu n có đ c k t qu t t M c dù v y, kh n ng c ng nh h n ch v th i gian, đ án c a em ch c ch n khơng th tránh đ c nh ng thi u sót, ch a đ c nh ý mu n Vì v y, em th t s r t mong nh n đ c s đánh giá, góp ý c a t t c th y giáo, anh ch , b n đ ng khóa B i nh ng l i đánh giá góp ý s r t q báu giúp em có th nâng cao ch t l ng cho Xin chân thành c m n 121 án tơt nghi p c a http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN TĨM T T NG I: GI I THI U KIL OBO OKS CO M CH T ng quan v ph 1.1 Phát hi n m t ng ng pháp phát hi n m t ng i ng d ng 1.2 Các thách th c v n đ phát hi n m t ng 1.3 Các v n đ liên quan đ n phát hi n m t ng 1.4 T nq quan h 1.4.1 H i i i ng ti p c n phát hi n khn m t ng ti p c n d a đ c tr ng c a nh (Feature-based approaches) 10 1.4.2 H ng ti p c n d a thơng tin xu t hi n nh (Image-based approach) 25 1.4.4 K t lu n 31 T ng quan v k thu t nh n bi t màu da d a tính ch t m nh 32 2.1 Gi i thi u 32 2.2 Khơng gian màu s d ng cho mơ hình hóa màu da 33 2.2.1 Khơng gian màu RGB 34 2.2.2 Khơng gian RGB chu n hóa 34 2.2.3 HIS, HSV, HSL - bão hòa c a màu 35 2.2.4 TSL – Tint, Saturation, Lightness (s c thái, đ bão hòa, đ d u ) 36 2.2.5 YcrCb 36 2.2.6 Các h t a đ khơng gian màu khác 37 2.3 Mơ hình hóa màu da 37 2.3.1 Xác đ nh ng ng c th m t m nh màu da 37 2.3.2 Ph ong pháp mơ hình hóa màu da s d ng phân ph i khơng tham s 38 2.3.3 Mơ hình hóa phân ph màu da có tham s 41 122 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 2.3.3.4 T ng k t ph ong pháp mơ hình hóa theo tham s 43 2.4 So sánh k t qu mơ hình 43 2.5 ánh giá ph ng pháp 45 ng pháp mơ hình hóa dùng đ nh n KIL OBO OKS CO M 2.6 Ch n l a khơng gian màu ph bi t màu da cho đ án 46 Gi i thi u v m ng neural nhân t o MPL thu t tốn lan truy n ng c 46 3.1 Giói thi u 46 3.2 M ng Perceptron nhi u t ng (MPL – Multi Perceptron Layer) 48 3.2.1 Ánh x m ng lan truy n ti n 48 3.2.2 Hàm sigmoid 51 3.3 Thu t tốn lan truy n ng 3.3.1 Lan truy n ng c 53 c 55 3.3.2 Hi u qu c a lan truy n ng CH NG II: TƠNG TH HO T CHU N B C S D c 60 NG C A H TH NG VÀ V N LI U 62 T ng th s đ ho t đ ng c a h th ng phát hi n m t ng i 62 Chu n b c s d li u 65 2.1 D li u hu n luy n m ng neural 65 2.1.1 nh hu n luy n khn m t 65 2.1.2 nh hu n luy n khơng khn m t 68 2.2 nh hu n luy n đ phân vùng màu da 70 2.3 C s d li u đ đánh giá k t qu h th ng 71 CH NG III: PHÁT HI N KHN M T D A TRÊN M NG NEURAL VÀ PH NG PHÁP PHÂN VÙNG MÀU DA 73 Ki n trúc h th ng 73 Hu n luy n phân vùng phân vùng màu da d a mơ hình phân ph i Gaussian 75 123 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN 2.1 Hu n luy n phân vùng màu da 75 2.1.1 C s đ hu n luy n 75 2.1.2 Hu n luy n phân vùng màu da 79 KIL OBO OKS CO M 2.2 Nh n bi t phân vùng màu da 81 2.2.1 L c kh i t o 81 2.2.2 Nh n bi t màu da 82 2.3 Phân vùng màu da 83 M ng neural phát hi n khn m t 87 3.1 Mơ hình m ng Neural 87 3.1.1 Mơ hình 87 3.1.2 Mơ hình xác su t d a cơng th c xác su t đ y đ Bayes 89 3.2 Hu n luy n m ng 92 3.2.1 Hu n luy n m ng h c nh khn m t 92 3.2.2 Chi n thu t hu n luy n m ng h c nh khơng khn m t 93 Nâng cao ch t l ng phát hi n khn m t c i thi n t c đ phát hi n 96 4.1 Heuristic giúp phát hi n khn m t xác h n 96 4.2 Heuristic c i thi n th i gian phát hi n 101 CH NG IV: PHÂN TÍCH THI T K VÀ CÀI T CH NG TRÌNH 104 Xác đ nh u c u 104 Phân tích thi t k h th ng 104 2.1 Gi i thi u 104 2.2 Phân tích thi t k h th ng 104 2.3 Thi t k c s d li u 112 Thi t k ch ng trình k t qu minh h a 113 3.1 Thi t k ch ng trình 113 3.2 K t qu ch ng trình 114 CH NG V: KH O SÁT TH C NGHI M VÀ ÁNH GIÁ K T QU 115 124 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN KÉT LU N VÀ H NG PHÁT TRI N Error! Bookmark not defined KIL OBO OKS CO M TÀI LI U THAM KH O 119 125 [...]... d ng đ phát hi n c p kính trên khn m t đ ng ti p c n phát hi n m t ng i d a vào đ KIL OBO OKS CO M Trong h ng biên c n đ c gán nhãn và đ ng bi n, nh ng c phù h p v i mơ hình khn m t đ c s p x p đ có th giúp chúng ta xác minh s đúng đ n c a vi c phát hi n đó Ng i ta có th thi t l p s gán nhãn biên đó b ng các s d ng m t trái, đ ng tóc ho c m t ph i c a khn m t Vi c gán nhãn này làm cho kh n ng phát hi... ti p c n phát i d a trên thơng tin xu t hi n trong nh, thì màu da đ c s d ng c phân vùng các vùng nh có màu s c gi ng màu da, đi u đó cho phép gi m khơng gian tìm ki m khn m t, c i thi n hi u n ng c a h th ng tìm ki m Do đó nhi u mơ hình đã đ c xây d ng đ có th phát hi n đ oc da ng i, Khi xây d ng hay mơ hình hóa m t h th ng phát hi n hay phân tách vùng màu da v i m c đích s d ng cho vi c phát hi n... trong phát hi n khn m t S đ trên là thu t tốn dò tìm khn m t th ng trong nh xám, b ng cách s d ng m ng noron Thu t tốn th c hi n b ng cách áp d ng m t hay nhi u 29 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN m ng neural tr c ti p v i các ph n c a nh đ u vào, và phân x các k t q a c a chúng M i m ng đ c hu n luy n đ k t xu t m t k t qu là có hay khơng có khn m t KIL OBO OKS CO M Hu n luy n m ng neural. .. khn m t PCA d a trên hình chi u khn m t Thay vì khn m t eigen, h t o ra hình chi u eigen và k t h p v i 26 http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN k thu t x lí hình nh tiêu chu n H ghi nh n t l dò là 92% trên t p h p 129 hình nh (66 hình nh khn m t th c và 63 hình nh thơng th ng), trong đó KIL OBO OKS CO M khn m t chi m h u h t hình nh 1.4.2.2 Ph ng pháp d a vào m ng Neural M ng neural đã tr... màu da đ i nh th nào Trong ph n này, s ch đ c p đ n hai câu h i trên, còn KIL OBO OKS CO M m t ng c phân vùng cho nh n bi t vi c x lý vùng da nh th nào cho vi c phát hi n m t ng ch ng sau, v i m t ph này Ph da ng ng pháp đ ng pháp c th đ cđ cđ i, s đ c p đ n trong c ch n đ s d ng cho bài đ án p trong ph n này là ph ng pháp phát hi n i d a trên đ c tính đi m nh, ngh a là s phân l p đi m nh thành hai l... hai l p, l p là l p đi m anh có thu c màu da và l p kia khơng ph i là màu da Các đi m nh là hồn tồn đ c l p v i nhau Ng ph c l i v i ph ng pháp này là ng pháp d a trên đ c tính vùng nh Phát hi n màu da d a trên đ c tính đi m nh có m t l ch s phát tri n khá dài, tuy nhiên trong khn kh ph n t ng quan này, ch đ c p và so sánh nh ng k thu t đã đ c cơng b và đ c đánh giá hi u qu M c đích cu i cùng c a ph...http://kilobooks.com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Ph ng pháp ti p c n d a trên đ c tr ng c a khn m t đ c chia thành ba v n đ Gi s c n ph i phát hi n m t khn m t trong m t n n nh l n x n, phân tích m c th p (low-level analysis) th c hi n phân đo n các đ c tr ng c a KIL OBO OKS CO M nh d a trên nh ng thu c tính c a đi m nh nh đ xám hay màu s c S phân đo n lúc này còn m p m và ch a... và h i th o truy n hình 2 T ng quan v các k thu t nh n bi t màu da d a trên tính ch t đi m nh 2.1 Gi i thi u Nh đã trình bày trong ph n tr m t trong nh ng ph ng pháp đ c, d a vào màu s c c a da ng c dùng đ phát hi n m t ng i c ng là i Tuy nhiên n u ch đ n thu n s dùng màu s c khơng thơi thì r t khó có th đ t đ c hi u qu cao trong phát hi n m t ngu i Vì trong các khung c nh thì có r t nhi u v t có màu... ng trên đ ng tròn và đ ng c đ i sánh m u là c đ nh, do đó v trí kh i đ u ng nhi u đ n q trình ti n hóa Ng i ta đã ch ra r ng, c kh i đâu t i trên m t thì nó s b h p d n b i lơng mày thay vì c p m t Ngồi ra, th i gian x lý c ng s r t l n trong q trình th c hi n c c ti u hóa Vì v y nh ng nghiên c u g n đ y t p trung vào vi c gi m th i gian th c hi n, thay đ i các m u và bi u th c n ng l ng Trong m t phát. .. tính t nhiên c n b n c a eigenfaces trên đ nh d ng khn m t B i vì s tái t o khn m t b ng các thành ph n c b n c a nó ch là s g n đúng, sai s còn d đ l c đ nh ngh a trong gi i thu t nh s đo ng s b c a m t Sai s còn d này cho ta d u hi u t t c a s t n ta c a khn m t thơng qua quan sát m c t i thi u chung trên b n đ kho ng cách G n đây h n, Moghaddam và Pentland đã phát tri n xa h n k thu t này trong ... dùng m t 27 http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN s heuristic đ n gi n, làm t ng đ xác dò tìm khn m t ng n KIL OBO OKS CO M ch n l i Hình 2: H th ng Rowley 28 http:/ /kilobooks. com KIL... phân vùng màu da đ n ch t l ây m t nh ng cơng vi c quan tr ng quy t đ nh ng c a h th ng http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Ch ng III: Phát hi n khn m t d a m ng neural ph pháp phân... nh t p th t t o v i nhi u m c đích khác 100 nh c ng đ ti n hành ki m th c thêm nhi u đ http:/ /kilobooks. com THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN CH ng pháp phát hi n m t ng KIL OBO OKS CO M T ng quan