Определение точек поворотов пальцев при создании...
-
Upload
laraine-ulysses -
Category
Documents
-
view
67 -
download
1
description
Transcript of Определение точек поворотов пальцев при создании...
![Page 1: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/1.jpg)
Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони
Бакина Ирина Геннадьевна
Факультет Вычислительной Математики и Кибернетики
Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова
Техническое зрение в системах управления, 15-17 марта 2011
![Page 2: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/2.jpg)
Содержание
Предпосылки
Модель ладони
Определение точек поворотов
Эксперименты
![Page 3: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/3.jpg)
Содержание
Предпосылки
Модель ладони
Определение точек поворотов
Эксперименты
![Page 4: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/4.jpg)
Задача распознавания формы ладони
бинарное изображение ладони
граничное представление
...
![Page 5: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/5.jpg)
Метод решения
1. Построение эталонной модели ладони человека
2. Сравнение ладоней путём подгонки эталонной модели под тестовое изображение
![Page 6: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/6.jpg)
Содержание
Предпосылки
Модель ладони
Определение точек поворотов
Эксперименты
![Page 7: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/7.jpg)
Гибкий объект
Семейство кругов C={ct,t∊T} – циркулярный
граф
Объединение кругов (как точечных множеств)
S=⋃ct, t∊T – силуэт циркулярного графа
Множество трансформаций циркулярного графа,
сохраняющих его топологическую структуру и
образующих группу – деформации V={v(α)}α∊A
Осевой граф (скелет) T ⊂ℝ2 – связный планарный граф с конечным
числом вершин и непрерывными рёбрами
Гибкий объект G={C,V} – циркулярный граф и множество допустимых
деформаций
![Page 8: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/8.jpg)
Трансформации
Основные движения
сдвиг ладони
поворот ладони
поворот пальцев
Допустимые трансформации
сдвиг циркулярного графа
поворот циркулярного графа
поворот ветвей циркулярного графа
![Page 9: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/9.jpg)
Разметка ладони
Основные шаги
1.Выделение пальцев
2.Определение точек поворотов пальцев
Обозначения
кончики: P1, P2, P3, P4
основания: O1, O2, O3, O4
точки поворотов: R1, R2, R3, R4
оси: P1R1, P2R2, P3R3, P4R4
![Page 10: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/10.jpg)
Сравнение формы ладоней
Эталонная ладонь G1 Тестовая ладонь G2
![Page 11: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/11.jpg)
Сравнение формы ладоней1. Совмещение кончиков средних пальцев
(точка P3)
2. Совмещение осей средних пальцев (прямая P3R3)
3. Исключение большого пальца
4. Исключение области запястья (ниже прямой O1O4)
5. Применение трансформаций с целью наилучшего совмещения силуэтов ладоней (минимизация μ)
6. Вычисление меры схожести ладоней μ*=min μ
μ(G1, G2) = Area(G1\G2) + Area(G2\G1)
![Page 12: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/12.jpg)
ПодгонкаПлощадь ладони в среднем – 40000 пикселей
Эталонная ладонь G1
Тестовая ладонь G2
Начальное совмещение
Наилучшее совмещение
μ = 3191 μ = 1714
μ = 10663 μ = 2467
![Page 13: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/13.jpg)
Содержание
Предпосылки
Модель ладони
Определение точек поворотов
Эксперименты
![Page 14: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/14.jpg)
Выделение пальцев
![Page 15: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/15.jpg)
Точки поворотов пальцевПредположениеТочка поворота пальца находится на оси пальца
Обозначения
=(len1, len2, len3, len4), leni=|PiRi|–
расстояние между кончиком и
основанием пальца i
=(l1, l2, l3, l4), li=|PiOi| - расстояние между
кончиком и точкой поворота пальца i
len
l
![Page 16: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/16.jpg)
Подходы
1. Эвристический
li=1.3 leni
достаточно одного изображения ладони для идентификации модели
2. Оптимизационныйпо множеству эталонных изображений ладони в разных положениях
![Page 17: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/17.jpg)
Оптимизационный подходДаноG1,…,Gn – множество эталонных изображений ладони одного человека, где Gi=Gi( )
μ*(G1, G2) – мера схожести ладоней G1 и G2 (несимметричная)
l
Средняя схожесть ладоней
jinji
jiср nn
lGlGl
,...,,
*
)(
))(),(()(
1 1
Задача
)(minarg:
* ll avlenll ii
![Page 18: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/18.jpg)
Оптимизационный подход
Решение
перебор: li∊[1.25 leni, 1.5 leni]
численные методы
…
Пример
l1 = 1.25 len1
l2 = 1.38 len2
l3 = 1.25 len3
l4 = 1.38 len4
![Page 19: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/19.jpg)
Содержание
Предпосылки
Модель ладони
Определение точек поворотов
Эксперименты
![Page 20: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/20.jpg)
Исходные данныеБаза ладоней22 человека
45 эталонных изображений(2-3 для каждого человека)
52 тестовых изображения(2-3 для каждого человека)
50 внутриклассовых и 1094 межклассовых расстояния
ОборудованиеWeb-камера Logitech QuickCam Pro 4000Размер 640x480 пикселей1.3 млн. пикселей
![Page 21: Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022103006/568130e2550346895d96f4f8/html5/thumbnails/21.jpg)
Верификация1 – Эвристический подход2 – Оптимизационный подход
FRR (False Reject Rate) – ошибка ложного отказаFAR (False Accept Rate) – ошибка ложного узнавания