C. Phương pháp pháp dựa trên sự chênh lệnh tạm thời giữa các khung hình
3.2.1.1.Phương thức xác định độ sai khác khung hình và gia tăng vùng
Xác định độ sai khác giữa các khung hình theo thời gian là phương pháp phân vùng đơn giản vật thể chuyển động trong chuỗi hình ảnh video. Sau khi người dùng xác định vật thể mục tiêu, mục tiêu này sẽđược phân vùng dựa trên sự sai khác theo các khung thời gian liên tiếp: (t-1), t, (t+1). Sự khác biệt trong các khung thời gian liên tiếp sẽ giúp ta xác định các khu vực thay đổi của đối tượng. Vì trong phương pháp này người dùng xác định mục tiêu nên để giảm độ phức tạp, các khung này được giới hạn xung quanh khu vực con trỏ lựa chọn của user, bán kính khoảng 50 điểm ảnh. Hàm khác biệt được xác định như sau:
Với f(x,y,t) và f(x,y,t+1) là điểm ảnh có vị trí (x,y) tại thời điểm t và (t+1). Khung hình này trong không gian màu RGB do đó các điểm ảnh tại thời điểm t sẽ được định nghĩa:
f(x,y,t) = {Rx,y,t , Gx,y,t, Bx,y,t}
Nếu độ khác biệt tuyệt đối nhỏ hơn ngưỡng, nó sẽ là ảnh nền và FD(x,y,t) = 0. Ngược lại, điểm ảnh sẽ thuộc vật thể mục tiêu và FD(x,y,t) = 1.
Để tăng độ chính xác của quá trình phân vùng, 3 khung hình thời gian liên tiếp được sử dụng để phân vùng vật thể. Phân vùng vật thể được xác định qua phép giao giữa
FD (x,y,t) =
0 nếu |f (x,y,t+1) – f (x,y,t)| ≤ giá trị ngưỡng ,
hai hàm sai khác FD(x,y,t-1) và FD(x,y,t). Các điểm ảnh nằm trong vùng vật thể được xác định bởi công thức
MR(x,y,t) = FD (x,y,t-1) ∩ FD (x,y,t) (2)
Một tập các điểm ảnh thuộc các phân vùng vật thể chuyển động được xác định theo MRS = { (x,y)| MR (x,y,t) = 1} (3) Ví dụ minh họa trong hình dưới đây, toàn bộ đối tượng chuyển động được tách ra khỏi hình ảnh gốc
khung hình t-1 khung hình t
khung hình t+1 kết quả ( đối tượng nổi lên)
Hình 3-2. Ví dụ về phương thức so sánh độ sai khác giữa các khung hình
- Hình 3-2a, 2b, 2c: xác định vật chuyển động tại 3 khung thời gian liên tiếp nhau
- Hình 3-2d kết quả của quá trình xử lý độ sai khác giữa các khung hình - mô tả vật thểđích sau khi loại các yếu tố khác ra khỏi bức hình gốc.
Khi sử dụng phương pháp này sẽ thu được nhiều phân vùng của một vật chuyển động trong khoảng thực hiện, do đó khi muốn xây dựng một vùng vật thể chuyển động có liên kết , phương pháp mở rộng vùng được dùng để phân vùng cho đối tượng được chỉđịnh.
Phương pháp mở rộng vùng bao gồm hai hình thái học như sau:
- Hình thái thứ nhất: dùng một vòng lặp để thu được vùng vật thể liên kết MOk = (MOk -1⊕ SE) ∩MRS, k = 1,2,3,... (4) Trong đó: MO0 là vị trí ban đầu được người dùng lựa chọn
MOk là tập hợp một vùng vật thểở vòng lặp thứ k ⊕ là phép giãn
SE là thành phần cấu trúc
MRS định nghĩa trong công thức (3)
Hình 3-3 là ví dụ của kỹ thuật phát triển vùng .Trong hình 3-3a: có thể quan sát thấy điểm khởi đầu được lựa chọn bởi người dùng (điểm màu xám). Nếu điểm này không thuộc vào một vùng nào đã được phân vùng, ta sẽ chọn vùng phân vùng gần nhất so với điểm khởi đầu được chọn đó. Mỗi khối 3x3 đuợc dùng như một thành phần cấu trúc để nhóm các điểm ảnh của vật thể. Tương ứng với các hình 3-3b, 3-3e là các vòng lặp (4 vòng lặp). Vòng lặp sẽ không kết thúc cho đến khi các vùng liên kết được trích xuất , ví dụ như MOn = MOn-1 ở vòng lặp thứ n và khi đó các đối tượng đã phân vùng khác sẽ bị loại bỏ. Một khi vùng phân vùng liên kết được xác định, một hình thái khác của phương pháp này được sử dụng để mở rộng vùng MOn, gọi là phương pháp làm đầy vùng.
- Làm đầy vùng là hình thái thứ hai:
ORk = (ORk -1 ⊕ SE) ∩MOnC k = 1,2,3,... (4-1) Với OR0 = MO0 là điểm khởi đầu và tương tự ORk là giá trịở vòng lặp k.
Quá trình này sẽ dừng ở vòng lặp thứ m khi ORm = ORm-1. Và hợp tập OR, OR = ORm U MOnđược gọi là vùng được làm đầy.
- Hình 3- 3h là kết quả cuối cùng của phương thức phát triển vùng. Khi đã khoanh vùng được đối tượng, màu sắc chủ đạo của vật thể cần được xác định bởi phương thức được đề cập ở mục tiếp theo.