Chƣơng 2 MỘT SỐ THUẬT TỐN DÁN NHÃN ĐỐI TƢỢNG
2.4. Kỹ thuật MLP (Multiple Label Placement)
2.4.1. Giới thiệu kỹ thuật MLP
Phƣơng pháp đơn giản cho phép các nhà thiết kế để xác định nhiều vị trí tiềm năng trên hoặc xung quanh một điểm trung tâm, cũng nhƣ nhiều kích cỡ của văn bản để lựa chọn. Nếu nỗ lực đầu tiên đặt một nhãn bị chặn lại bởi
vị trí tiếp theo. Nhiều thuật tốn tồn tại cho bài tốn dán nhãn, tuy nhiên, rất ít cơng việc đã đƣợc hƣớng về vị trí nhiều nhãn trên mỗi đối tƣợng trong một bản đồ hoặc bản vẽ. Vấn đề này đƣợc gọi là kỹ thuật MLP (Multiple Label Placement). Hiện tại vị trí tên tự động cho hệ thống kỹ thuật đơn giản bản đồ địa lý đã đƣợc sử dụng để giải quyết cụ thể kỹ thuật MLP, mỗi đối tƣợng để đƣợc gán nhãn phân chia thành nhiều mảnh nhƣ số lƣợng các nhãn cho các đối tƣợng. Sau đĩ, thuật tốn ghi nhãn cho nhãn duy nhất cho mỗi đối tƣợng đồ họa cĩ thể đƣợc áp dụng cho các thiết lập mới của các phân vùng đối tƣợng đồ họa. Trong nhiều ứng dụng, cách tiếp cận đơn giản này đƣa ra một số khĩ khăn. Ví dụ, nĩ cĩ thể là cần thiết hoặc thích hợp hơn để vị trí nhãn cĩ liên quan với các đối tƣợng đồ họa tƣơng tự gần cạnh nhau (ví dụ, hai nhãn đƣợc gán cho một cạnh phải gần với nút nguồn của đƣờng). Điều này thƣờng là trƣờng hợp khi nhãn đĩ mơ tả các thuộc tính nhiều hơn một trong những đối tƣợng tƣơng tự. Hơn nữa, đối tƣợng đƣợc gán nhãn cĩ thể là một điểm hoặc một khu vực. Sau đĩ, chúng ta phải phân vùng và chỉ định một nhãn cho mỗi phân vùng. Tuy nhiên, phân vùng cĩ hiệu quả các khơng gian là khĩ nhƣ giải quyết vấn đề ghi nhãn gốc. Ngay cả khi chúng ta cần phải đặt nhiều hơn một nhãn kết hợp với một đối tƣợng đồ họa tuyến tính trong khoảng thời gian thƣờng xuyên với nhau, cách tiếp cận này cĩ vẻ hạn chế. Thơng qua việc tách các đối tƣợng trƣớc chúng ta loại bỏ khoảng trống khác cĩ thể đơợc sử dụng để định vị một nhãn.
Ta cĩ thể tránh đƣợc những tình huống đƣợc mơ tả ở đoạn trên bằng cách cho phép mỗi nhãn phải đƣợc đặt ở bất kỳ vị trí nhãn rõ ràng của đối tƣợng đồ họa liên quan. Phƣơng pháp tiếp cận lặp đi lặp lại dựa trên thuật tốn dán nhãn hiện cĩ mà chỉ định một nhãn cho mỗi đối tƣợng cĩ thể đƣợc sử dụng để tạo một giải pháp. Điều này cĩ thể đƣợc thực hiện bằng cách áp dụng các thuật tốn nhiều lần số lƣợng nhãn mỗi tính năng đồ họa. Lƣợc đồ
này là một thách thức mới: hầu hết các thuật tốn ghi nhãn dựa trên tìm kiếm địa phƣơng và tồn diện. Nhƣ vậy, hiệu suất của chúng (thời gian và chất lƣợng của các giải pháp hoạt động) là phụ thuộc với các kích thƣớc của các đối tƣợng đồ họa đƣợc gán nhãn và mật độ của các bản vẽ. Rõ ràng, nếu mỗi đối tƣợng đồ họa trong một bản vẽ cĩ liên quan đến dán nhãn, sau đĩ kích thƣớc của bài tốn lớn hơn nhiều lần.
Chất lƣợng nhãn
Nhiều nhãn cho mỗi đối tƣợng đồ họa là cần thiết khơng chỉ khi đối tƣợng là rất dài và sự lặp lại là cần thiết, nhƣng cũng cĩ khi nhiều hơn một thuộc tính mỗi đối tƣợng đồ thị phải đƣợc hiển thị. Vì vậy, một số cân nhắc thêm phải đƣợc đƣa vào tính liên quan đến chất lƣợng của việc gán nhãn, khi đối tƣợng đồ họa cĩ nhiều nhãn. Cụ thể, chúng ta phải tính nhƣ thế nào đến nhãn cho các đối tƣợng đồ họa cùng ảnh hƣởng lẫn nhau. Ví dụ, mỗi nhãn nhiều lần tƣợng ứng với một số thuộc tính của một đối tƣợng đồ họa và vị trí tƣơng đối của một nhãn đĩ với nhãn khác của đối tƣợng đồ họa cùng thấy thuộc tính đĩ.
Tiếp theo, chúng tơi giới thiệu một số hạn chế cĩ thể đƣợc sử dụng để đảm bảo rằng mỗi nhãn là rõ ràng, dễ dàng đọc và đƣợc cơng nhận, khi cĩ nhiều hơn một nhãn cĩ liên quan đến một tính năng đồ họa. Những hạn chế này cĩ thể đựợc chia thành ba loại chính: (1) khoảng cách, (2) thứ tự mỗi phần, và (3) ưu tiên.
Để minh họa cho ba bộ khác nhau của những hạn chế, ta sẽ sử dụng một ví dụ về dán nhãn của một cạnh duy nhất s, t) với hai nhãn là ls và lt. Nhãn ls đƣợc liên kết với nút nguồn và nĩ đƣợc kết hợp với nút mục tiêu, nhƣ trong Hình 2.9.
(a) (b) (c) (d)
Hình 2.9. (a) Phân nhãn thích hợp hơn. (b) Đặt nhãn gây hiểu nhầm. (c) Ràng buộc khoảng cách chặt chẽ. (d) Xác định ràng buộc tự do.
Nhãn ls phải gần với nút nguồn để tránh sự khơng rõ ràng.Vì vậy, nĩ là cần thiết để xác định khoảng cách tối đa từ nút nguồn nhãn ls đĩ cĩ thể đƣợc định vị. Khi cạnh (s, t) cĩ liên quan chính xác một nhãn, sau đĩ nhãn cĩ thể đƣợc đặt bất cứ nơi nào trong khơng gian. Nếu cĩ nhiều hơn một nhãn kết hợp với (s, t), sau đĩ mỗi nhãn phải đƣợc đặt bên trong một khu vực mà là một tập hợp con của khơng gian đĩ.
Trong hình 2.9, đƣợc minh họa cho tầm quan trọng của những hạn chế về khoảng cách. Ví dụ nhƣ việc gán nhãn trong hình 2.9 (a) là một nhiệm vụ thích hợp hơn. Việc gán trong hình 2.9 (b) khơng truyền đạt rõ ràng ý nghĩa của nhãn, bởi vì chúng rất gần với nút mục tiêu, vì vậy bằng cách quan sát các hình ảnh chúng tơi khơng thể tùy chỉnh một cách chắc chắn rằng các nhãn nguồn đƣợc liên kết với nút nguồn. Trong hình 2.9 (c) hạn chế sự gần là khoảng cách giữa nút nguồn và nhãn phải cĩ ít nhất một nửa chiều dài của cạnh. Điều này cho thấy nhãn phải đƣợc bên trong khu vực nguồn. Các ràng buộc khoảng cách quy định tại hình 2.9 (c) là quá hạn chế, kể từ khi khu vực đƣợc xác định khơng giao nhau. Ngƣời ta cĩ thể xác định ràng buộc gần thoải
mái hơn, nhƣ thể hiện trong hình 2.9 (d), nơi giao nhau của các vùng khác nhau cho phép.
Trong thực tế sau này là thích hợp hơn vì nĩ làm tăng khơng gian để ghi nhãn và cải thiện khả năng cho việc tìm kiếm cách ghi nhãn, đặc biệt là trong trƣờng hợp bản vẽ cĩ mật độ lớn nhiều đối tƣợng.
Thứ tự nhãn
Một nhãn liên quan đến nút nguồn phải đƣợc gần với nguồn hơn bất kỳ nhãn khác để tránh nhầm lẫn. Nhƣ vậy, trong nhiều trƣờng hợp, nĩ thích hợp để xác định thứ tự từng phần giữa nhãn của các đối tƣợng đồ họa cùng theo một số bất biến (ví dụ, trục x hoặc trục y, khoảng cách từ một điểm cố định). Trong hình 2.10 (c) đƣợc giới thiệu một ví dụ mà trƣờng hợp khơng cĩ một quy tắc thứ tự từng phần nên tạo ra một nhãn gây nhầm lẫn, vì bằng cách đơn giản nhìn vào bức ảnh chúng kết hợp các nhãn mục tiêu vào nút nguồn. Trong hình 2.10 (a) và 2.10 (b) các điều kiện bổ sung mà một nhãn gắn liền với nút nguồn phải gần hơn đến nút nguồn so với nhãn liên quan nút mục tiêu đảm bảo cách giải thích chính xác của sự phân nhãn này.
Nếu chúng ta xác định ràng buộc hạn chế khoảng cách nhƣ trong hình 2.9 (c), sau đĩ ràng buộc thứ tự từng phần là khơng cần thiết. Tuy nhiên, nếu chúng ta nới lỏng ràng buộc về khoảng cách giữa các nhãn, nhƣ thể hiện trong hình 2.9 (d), sau đĩ chúng ta cần phải xác định ràng buộc thứ tự từng phần để tránh nhiệm vụ ghi nhãn sai lệch.
Hình 2.10. (a) Gán nhãn thích hợp hơn. (b) Việc gán nhãn chấp nhận được. (c) Việc gán nhãn gây hiểu nhầm
Trong nhiều trƣờng hợp, việc khơng thể chỉ định tất cả các nhãn liên quan một đặc điểm đồ họa, do mật độ của bản vẽ. Sau đĩ, ngƣời sử dụng cĩ thể thích cĩ nhãn quan trọng đƣợc hiển thị đầu tiên, sau đĩ chỉ định phần cịn lại của các nhãn khi cĩ chỗ trống
Trong ba tập hợp ràng buộc trình bày một khuơn khổ ngắn gọn cho một nhiệm vụ nhãn gán tốt đối với kỹ thuật MLP. Trong các phần sau chúng ta tập trung vào giới thiệu hai nhĩm chẩn đốn, Iterative và Flowbased để giải quyết kỹ thuật MLP.