Luận Văn Tra cứu ảnh dựa trên lược đồ khoảng cách và biểu diễn hình dạng

LỜI MỞ ĐẦU
Cùng sự phát triển của công nghệ thông tin, mạng internet toàn cầu là sự gia tăng nhanh
chóng của các dữ liệu đa phương tiện, khiến cho nhu cầu chia sẻ và tìm kiếm những loại tài
nguyên này cũng tăng theo một cách nhanh chóng. Một loại tài nguyên trong đó là các dữ liệu
kiểu hình ảnh. Mỗi người tìm kiếm hình ảnh đều có mục đích khác nhau nhưng chung quy lại cái
người dùng muốn tìm kiếm là những thông tin kèm theo và hình ảnh họ đang cần. hoặc một số
khác lại tìm kiếm hình ảnh để xác nhận tính chính xác của thông tin họ nhận được, cũng có thể là
tìm kiếm chỉ với mục đích giải trí, thỏa mãn nhu cầu cá nhân. Nó phục vụ cho nhiều lĩnh vực
quan trọng trong cuộc sống như trong các hệ thống bảo mật, an ninh, y tế, hay các hệ thống phát
hiện chuyển động Vì thế việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống tra cứu ảnh ngày càng trở
nên cấp thiết.
Có 2 kiểu tìm kiếm đó là tìm kiếm theo từ khóa và tìm kiếm theo nội dung ảnh, tìm kiếm
theo từ khóa dễ thỏa mãn được nhu cầu người dùng với các nhu cầu tìm kiếm hình ảnh mới theo
như mong muốn xuất hiện trong suy nghĩ của họ, tìm kiếm theo từ khóa thì nhanh hơn tìm kiếm
theo nội dung bởi vì nó hoạt động trên việc phân tích và so sánh các từ hoăc cụm từ tương ứng
với nhau để đưa ra kết quả, kiểu dữ liệu này dạng các văn bản, từ ngữ cho nên nhanh chóng đưa
ra được kết quả, và không đòi hỏi người dùng phải có ảnh mẫu. Phương pháp này có nhược điểm
là hình ảnh kết quả không phải lúc nào cũng chính xác, và nó phù hợp nhất với việc đáp ứng nhu
cầu của người dùng thông qua các mô tả bằng từ ngữ. Một phương pháp khác để tra cứu hình
ảnh là tra cứu theo nội dung của hình ảnh. Phương pháp này cần một ảnh mẫu cho đầu vào để
tìm ra những bức ảnh tương ứng. Phương pháp này cho kết quả tốt hơn về tính đúng đắn, bởi vì
thông qua nội dung của bức ảnh sẽ được biểu diễn và đưa ra những kết quả tương ứng với nội
dung bức ảnh đầu vào. Nó đáp ứng tốt hơn cho người dùng, tuy nhiên người dùng sẽ cần phải có
một ảnh mẫu để trích chọn và biểu diễn các đặc trưng trong bức ảnh đó trước khi tìm kiếm. Tra
cứu ảnh theo nội dung là một phương pháp phù hợp với những hệ thống máy tự động, hoặc các
hệ thống an ninh nơi mà họ cần những kết quả hình ảnh tương tự với thông tin được lấy trực tiếp
từ nội dung của ảnh.
Nói chung, đối với hệ thống này người dùng sẽ cung cấp ảnh truy vấn và hệ thống sẽ trả
về kết quả là tập các ảnh tương tự. Do đó, làm thế nào để mô tả và mô hình một hình ảnh, để so
sánh các ảnh khác nhau, để đánh chỉ số cho các ảnh trong cơ sở dữ liệu, và để tìm kiếm ảnh một
cách hiệu quả là một vấn đề hết sức quan trọng.
Một ảnh có thể được mô tả theo các đặc trưng mức thấp (low level features). Các đặc
trưng đó, bao gồm hình dạng, màu sắc, kết cấu và mối liên hệ không gian, đó còn được gọi là nội
dung của ảnh. Bằng việc sử dụng các đăc trưng, chúng ta không chỉ mô tả và mô hình một ảnh,
mà còn dùng để so sánh các bức ảnh với nhau. Vì thế, một hệ thống tra cứu ảnh theo các đặc
trưng mức thấp còn gọi là hệ thống tra cứu ảnh theo nội dung (CBIR).
Ảnh dùng truy vấn được chia làm nhiều loại, mỗi loại mang một đặc trưng trội, chúng ta
sẽ có các phương pháp khác nhau để phân tích và đạt được hệ thống tra cứu có kết quả tốt nhất,
cho thí dụ như ảnh vân gỗ, vân vải có đặc trưng riêng về kết cấu và hướng, còn ảnh thiên nhiên
lại mang nhiều đặc trưng màu sắc với sự bài trí phức tạp, thường thì phương pháp này người
chúng ta sử dụng lược đồ màu sắc dựa trên màu trong vùng hoặc toàn bộ ảnh để tìm kiếm thì sẽ
2




đạt hiệu quả tốt, đối với hình ảnh mang đối tượng và bố cục độ phức tạp không cao nhưng đòi
hỏi về sự thay đổi vị trí, thay đổi về kích thước theo tỷ lệ, hay góc quay đối tượng thì lại cần tới
phương pháp trích chọn và biểu diễn theo hình dạng đối tượng. Đề tài này tập trung vào loại ảnh
mang đặc trưng hình dạng đối tượng. Đã có rất nhiều phương pháp được đề xuất để biểu diễn
hình dạng, tuy nhiên có những nhược điểm như khó có thể bảo toàn được tính bất biến khi quay,
thu nhỏ, hay vị trí của đối tượng, thí dụ phương pháp dựa trên góc quay, phương pháp dựa trên
lưới phương pháp được đề xuất trong đề tài này là phương pháp có thể đảm bảo được tính bất
biến hình dạng đó.
Báo cáo được chia làm 4 chương :
Chương 1: Giới thiệu về tra cứu ảnh, các đặc trưng của ảnh và cấu trúc hệ thống tra cứu ảnh.
Chương 2: Xây dựng cơ sở lý thuyết phương pháp biểu diễn hình dạng đối tượng theo lược đồ
khoảng cách và tính toán độ tương tự giữa hai ảnh truy vấn.
Chương 3: Từ cơ sở lý thuyết đã xây dựng ở Chương 2 để đưa ra ý tưởng, thuật toán và áp
dụng thử nghiệm đưa ra kết quả, và đánh giá hiệu năng.