Chương 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
3.3 Thiết kế hệ thống
3.3.1 Thiết kế hệ thống
Hệ thống đƣợc thiết kế và thực hiện trên hệ điều hành Windows 7, sử dụng ngôn ngữ lập trình C# trên môi trường Visual Studio 2010. Kiến trúc toàn bộ hệ thống được chỉ ra trong Hình 3.1. Mô tả chi tiết hoạt động của hệ thống đƣợc thể hiện trên Hình
3.2. Kiến trúc này gồm hai module chính: module tiền xử lý đƣợc thực hiện ngoại tuyến và module tra cứu đƣợc thực hiện trực tuyến.
Ban đầu, CSDL ảnh đƣợc tiền xử lý (bởi module tiền xử lý) để trích rút các véc tơ đặc trưng. Module tra cứu nhận ảnh truy vấn từ người sử dụng thông qua giao diện đồ hoạ, trích rút các véc tơ đặc trƣng từ ảnh truy vấn, so sánh với các cụm ảnh trong CSDL ảnh và trả về các ảnh có độ tương tự lớn nhất với ảnh truy vấn.
Hình 3.1: Kiến trúc tổng quát của hệ thống tra cứu ảnh.
Hình 3.2: Mô hình chi tiết của hệ thống tra cứu ảnh.
Modul tiền xử lý đƣợc thực hiện nhƣ sau:
1. Phân cụm ảnh thành các vùng ảnh.
Module tiền xử lý
Phân cụm ảnh Trích rút các đặc trƣng
Tập ảnh
Module tra cứu Phân cụm ảnh
Trích rút các đặc trƣng
Hệ thống truy vấn
Cơ sở dữ liệu đặc trƣng
Giao diện đồ họa
Ảnh truy vấn
2. Trích rút vector đặc trƣng của các vùng ảnh.
Modul tra cứu đƣợc thực hiện nhƣ sau:
Người sử dụng cung cấp cho hệ thống ảnh truy vấn thông qua giao diện đồ họa.
Sau đó hệ thống phân đoạn ảnh truy vấn thành các vùng ảnh và trích rút các véc tơ đặc trƣng của từng vùng ảnh gồm màu sắc, vị trí không gian, và cỡ vùng. Véc tơ đặc trƣng
của ảnh truy vấn sẽ đƣợc so sánh với véc tơ đặc trƣng của các ảnh trong cơ sở dữ liệu.
Kết quả trả về là tập ảnh có độ tương tự với ảnh truy vấn nhất. Tập ảnh kết quả được phân hạng theo thứ tự giảm dầnkhoảng cách các ảnh trong cơ sở dữ liệu so với ảnh truy vấn.
Chương trình được xây dựng với mục đích tra cứu các ảnh trong CSDL tương tự nhất với ảnh truy vấn. Vì vậy chương trình xây dựng phải bao gồm các chức năng chính sau:
Kết quả Véc tơ đặc trƣng
Cơ sở dữ liệu đặc trƣng Ảnh truy vấn
Tập ảnh So sánh
độ tương tự
Tra cứu
Trích rút đặc trƣng
Trích rút đặc trƣng
- Phần tra cứu: Đây là phần dành cho người sử dụng, người sử dụng chọn bức ảnh cần tìm kiếm.
- Phần xây dựng cơ sở dữ liệu ảnh: Đây là phần dành cho người quản trị hệ thống. Nhưng trong luận văn này, không phân quyền cho người sử dụng hay quản trị nên trong quá trình tìm kiếm, người sử dụng hệ thống có thể thêm ảnh vào CSDL khi mà họ muốn lưu trữ bức ảnh cũng như các đặc trưng của ảnh trong cơ sở dữ liệu để tiện cho viêc tìm kiếm sau này.
Biểu đồ USECASE
Hình 3.3:Biểu đồ UseCase tổng quát hệ thống.
Xác định Actor và Use-Case Danh sách Actor của mô hình:
STT Actor Vai trò
1 Người sử dụng
Quản lý tập ảnh trong cơ sở dữ liệu
Tra cứu ảnh Danh sách các Use-Case của mô hình:
STT Use-Case Chức năng
1 Tra cứu ảnh Cho phép tra cứu ảnh trong tập ảnh cơ sở dữ liệu
dựa vào ảnh mẫu truy vấn.
2 Phân cụm ảnh
Thực hiện phân chia ảnh thành từng vùng dựa theo khoảng cách euclide giữa các pixel về màu
Trích rút đặc trƣng của từng vùng, cụ thể là đặc trƣng về màu sắc, kích cỡ và vị trí không gian của từng vùng
3 Lưu ảnh vào csdl Lưu thông tin cơ bản về ảnh và các véc tơ đặc trưng sau khi trích rút của ảnh đó
4 Xóa ảnh khỏi csdl Xoá một ảnh cùng các đặc trƣng ra khỏi csdl
Biểu đồ trình tự
Hình 3.4: Biểu đồ trình tự tra cứu ảnh.
Hình 3.5:Biểu đồ trình tự lưu vào cơ sở dữ liệu.
Hình3.6:Biểu đồ trình tự xoá ảnh khỏi cơ sở dữ liệu.