Phân tích một số phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

ĐỀ TÀI : “PHÂN TÍCH MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN ĐOẠN ẢNH CÓ GIÁM SÁT.”... ĐẶT VẤN ĐỀ Phân đoạn ảnh luôn là bước tiền xử lý đầu tiên trước khi thực hiện các thao tác ở mức cao hơn như nh

LOGO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỌC LẠC HỒNG BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

GVHD: PGS.TS Ngô Quốc Tạo Học Viên: Nguyễn Văn Thành

ĐỀ TÀI :

“PHÂN TÍCH MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP

PHÂN ĐOẠN ẢNH CÓ GIÁM SÁT.”

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

NỘI DUNG THỰC HIỆN

MỤC TIÊU

ĐẶT VẤN ĐỀ

KẾT LUẬN

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Phân đoạn ảnh luôn là bước tiền xử lý đầu tiên trước khi thực hiện các thao tác ở mức cao hơn như nhận dạng đối tượng, biểu diễn đối tượng, nén ảnh dựa trên đối tượng, hay truy vấn ảnh dựa vào nội dung

Các thuật toán dựa vào hai thuộc tính quan trọng của

mỗi điểm ảnh so với các điểm lân cận của nó: sự khác

A ĐẶT VẤN ĐỀ

Các phương pháp dựa trên sự khác nhau của các điểm ảnh được gọi là các phương pháp biên (boundary-based Methods)

Các phương pháp dựa trên sự giống nhau của các điểm ảnh được gọi là phương pháp miền (region-based

methods)

Các thuật toán theo cả hai hướng trên đều vẫn chưa

cho kết quả phân đoạn tốt…

B MỤC TIÊU

 Nghiên cứu, nắm vững phương pháp phân đoạn ảnh

 Trình bày một số phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận chính trong phân đoạn ảnh

2 Một số phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

3 Cài đặt phân đoạn ảnh RWR

4 So sánh

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng ảnh theo ngưỡng biên độ

 Các tính chất vật lý như: độ tương phản, độ truyền

sáng, màu sắc hoặc đáp ứng phổ

 Kỹ thuật phân ngưỡng theo biên độ rất có lợi đối với

ảnh nhị phân như văn bản in, đồ họa, ảnh màu hay ảnh X-quang

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng theo miền đồng nhất

 Các tiêu chuẩn hay được dùng là sự thuần nhất về

mức xám, màu sắc đối với ảnh màu, kết cấu sợi và chuyển động

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng ảnh dựa trên phân tích kết cấu

 Kết cấu thường được nhận biết trên bề mặt của các

đối tượng như gỗ, cát…

 Kết cấu được chia làm hai loại chính là: thống kê và

cấu trúc

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng ảnh dựa trên sự phân lớp điểm ảnh

 Phân vùng ảnh X chính là phân lớp tập X thành các

lớp Ci sao cho từ Ci phát triển thành các vùng Ri Chỉ tiêu phân lớp ở đây chính là độ đồng đều (tương tự)

về thuộc tính của các điểm ảnh

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng dựa vào lý thuyết đồ thị

 Hình ảnh sẽ được mô tả như một đồ thị với các đỉnh

của đồ thị là các điểm ảnh và các cạnh trên đồ thị nối các điểm ảnh lân cận với nhau

 Phân vùng dựa trên mức độ biến thiên giữa các vùng

lân cận trong ảnh

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

1 Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh

 Phân vùng ảnh dựa trên biểu diễn và xử lý đa phân

giải

 Dựa trên cấu trúc chóp (cây tứ phân hoặc bộ lọc)

 Chóp liên kết được xây dựng trên cơ sở cây tứ phân

biểu diễn đa phân giải

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

Phân đoạn của ảnh tự nhiên là một trong nhưng vấn

đề khó khăn nhất.(Ranh giới,kết cấu)

 Tìm ranh giới yếu khi chúng là một phần của một

ranh giới thích hợp

 Phân tách các kết cấu phức tạp trong ảnh

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

Có 3 loại thuật toán phân đoạn giám sát

 Dựa trên ranh giới mong muốn

 Đưa ra một ranh giới ban đầu sát với ranh giới mong

muốn

 Người sử dụng cung cấp một nhãn ban đầu của một

số điểm ảnh

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

a Phương pháp GrabCut

 Dựa trên hàm năng lượng được giảm thiểu thông

qua kỹ thuật tối ưu hóa rời rạc

 Thiết lập các cạnh có tổng trọng số nhỏ nhất

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

b Phương pháp RW

 Sau khi xác suất tiền nghiệm RW bắt đầu từ một

điểm ảnh đầu tiên đạt đến một trong nhưng hạt giống với mỗi nhãn được gán, điểm ảnh đó được gán nhãn với xác suất tối đa

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

b Phương pháp RW

 Vì một RW bắt đầu từ một điểm ảnh đầu tiên phải

đến khu vực biên được gán trước, RW chỉ xem xét mối quan hệ giữa các điểm ảnh và biên

 Do đó, các thông tin của các hạt giống bên trong

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

c Phương pháp RWR

 Một số điểm liên quan giữa hai nút trong một đồ

thị có trọng số

 Khai thác hai thuộc tính quan trọng được chia sẻ

bởi nhiều đồ thị thực, đó là: mối tương quan tuyến tính và cấu trúc liên kết chặt chẽ

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

c Phương pháp RWR

 RWR được xác định dựa vào phương trình

là véctơ trạng thái, là ma trận điều chỉnh,

c xác định khả năng quay trở lại,

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

2 Phương pháp phân đoạn ảnh có giám sát

KẾT QUẢ

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

3 Một số so sánh

 Vấn đề biên ảnh yếu

 RW cho thấy kết quả phân đoạn tốt hơn GC trong

sự tương phản thấp với số lượng hạt giống nhỏ

 Mặc dù GC và RW có khả năng tìm kiếm biên ảnh

yếu, thuật toán RWR các kết quả đầu ra trực

biệt giữa số lượng

của Green và Blue

hạt giống

• RWR là ít phụ thuộc

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

3 Một số so sánh

 Vấn đề kết cấu

 GC và RW rất khó để tách biệt khu vực kết cấu mà

không cần xem xét các kết nối bậc cao hơn

 RWR nắm bắt cấu trúc kết cấu tốt và thu được chi

tiết đối tượng

C NỘI DUNG THỰC HIỆN

3 Một số so sánh

 Vấn đề kết cấu

 RWR tạo ra phân đoạn kết cấu đáng tin cậy hơn GC

và RW

F KẾT LUẬN

 KẾT QUẢ :

 Trình bày một cách có hệ thống các khái niệm từ cơ bản đến nâng cao trong phân đoạn ảnh Các hướng tiếp cận trong phân đoạn ảnh với các thuật toán tiêu biểu

 Trình bày cơ sở lý luận, thuật toán của phương pháp phân đoạn ảnh giám sát

F KẾT LUẬN

 KIẾN NGHỊ :

 RWR khắc phục được hai khó khăn quan trọng trong ảnh

tự nhiên là: “đường biên yếu” và “kết cấu yếu”

RWR có sự phụ thuộc vào tham số xác suất c cũng như cách chọn các hạt giống ban đầu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Khoa học kỹ thuật, Hà Nội

học Thái Nguyên

2004

LOGO