papj_girl_kool

New Member
Download miễn phí Luận văn Nhận dạng mặt người dùng biến đổi Gabor Wavelet
LỜI MỞ ĐẦU

Trước sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành điều khiển học và tự động hóa vừa có những bước tiến lớn. Điều khiển học và tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc tăng năng xuất lao động, giảm giá thành, tăng sự ổn định chất lượng của sản phẩm.

Trong xã hội công nghiệp ngày nay, việc ứng dụng các robot tự hành, các cánh tay máy, có khả năng hoạt động độc lập ngày càng phổ biến. Để có khả năng thông minh đó, chúng phải có khả năng nhìn, nhận dạng các tình huống, xử lý tình huống như như con người Đáp ứng nhu cầu đó, xử lý ảnh vừa tham gia vào điều khiển học và tự động hóa. Dữ liệu về hình ảnh có lượng thông tin lớn và chính xác hơn các loại dữ liệu từ các cảm biến khác. Điều này giúp cho việc giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực điều khiển tự động dễ dàng hơn.
Một trong những bài toán về xử lý ảnh phổ biến hiện nay là nhận dạng khuôn mặt người. Hơn một thập kỷ qua có rất nhiều công trình nghiên cứu về bài toán nhận dạng khuôn mặt người từ ảnh đen trắng, xám đến ảnh màu như ngày hôm nay. Các nghiên cứu đi từ bài toán đơn giản, mỗi ảnh chỉ có một khuôn mặt người nhìn thẳng vào thiết bị thu hình và đầu ở tư thế thẳng đứng trong ảnh đen trắng. Cho đến ngày hôm nay bài toán mở lớn cho ảnh màu, có nhiều khuôn mặt trong cùng một ảnh, có nhiều tư thế thay đổi trong ảnh. Không những vậy mà còn mở lớn cả phạm vi từ môi trường xung quanh khá đơn giản (trong phòng thí nghiệm) cho đến môi trường xung quanh rất phức tạp (như trong tự nhiên) nhằm đáp ứng nhu cầu thật sự và rất nhiều của con người.

Góp phần tìm hiểu về vấn đề này chúng em thực hiện đề tài “Nhận dạng mặt người dùng biến đổi Gabor Wavelet” trên tập ảnh động và tĩnh, đơn gồm các ảnh mặt người với độ sáng tối và góc chụp khác nhau.

.
MỤC LỤC
Đề mục Trang
Chương I : CÁC PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG
1/ Phương pháp phân tích các thành phần độc lập (ICA) . 1
2/ Nhận dạng mặt người bằng AdaBoost kết hợp mạng nơron . 5
3/ Nhận dạng dùng Support Vector Machine (SVM) 9
SVM tuyến tính 12
SVM phi tuyến . 14
4/ Nhận dạng dùng Fuzzy SVM (SVM mờ) . 15
5/ Nhân dạng bằng mạng Nơron . 18
Chương II : GABOR WAVELETS
1/ Tổng quát về biến đổi Gabor Wavelet 25
2/ Biểu diễn hình ảnh bằng Gabor Wavelet . 27
Chương III: ỨNG DỤNG GABOR WAVELETS TRONG THUẬT TOÁN NHẬN DẠNG KHUÔN MẶT
1/ Chiết xuất đặc trưng 30
1a/ Xác định tọa độ các điểm đặc trưng 30
1b/ Xuất vector đặc trưng 31
2/ Tính toán mức độ tương tự 32
3/ So sánh khuôn mặt . 33
CHƯƠNG IV: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG
1/ Tổng quan về Matlab . 36
1a/ Giới thiệu chung . 36
1b/ Các đặc điểm cơ bản của MATLAB 36
1c/ Phân tích và tiếp cận dữ liệu 38
2/ Lưu đồ giải thuật 40
2a/ Nhận dạng ảnh động 40
2b/ Nhận dạng ảnh tĩnh . 42
3/ Chương trình mô phỏng 42
CHƯƠNG V: KẾT QUẢ THỰC HIỆN
1/ Tập dữ liệu ảnh . 47
2/ Xây dựng tập ảnh mẫu và các ma trận đặc trưng mẫu 48
3/ Các kết quả thử nghiệm . 49
3a/ Nhận dạng khuôn mặt từ ảnh dùng tập ảnh mẫu thứ nhất 49
3b/ Nhận dạng khuôn mặt từ ảnh dùng tập ảnh mẫu thứ hai 50
3c/ Nhận dạng khuôn mặt từ webcam . 50
3d/ Tốc độ thực hiện 51
4/ Kết luận . 51
5/ Hướng phát triển của đề tài 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 54
PHỤ LỤC: SOURCE MATLAB

CHƯƠNG I :
CÁC PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG
1/ Phương pháp phân tích các thành phần độc lập (ICA):
Đây là một giải pháp được ứng dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong việc xử lý tín hiệu và phân tích dữ liệu.
Một ví dụ cụ thể :
Tín hiệu tiếng gốc có thể giống như hình 2.1 và tín hiệu trộn có dạng như 2.2

Hình 2.1 Tín hiệu gốc

Hình 2.2 Tín hiệu trộn
Nếu như chúng ta biết các hệ số , chúng ta có thể giải hệ phương trình tuyến tính trên theo phương pháp thông thường và tìm đươc các tín hiệu ban đầu. Tuy nhiên ở đây ta không biết các hệ số do đó bài toán trở nên phức tạp.
Một hướng để giải quyết bài toán là sử dụng thông tin đặc trưng thống kê của tín hiệu s(t) để xấp xỉ . Và điều lưu ý tiếp theo là tín hiệu s1(t), s2(t) và s3(t), tại mỗi thời điểm t, là các độc lập thống kê. Tuy nhiên trong thực tế không hoàn toàn chính xác như vậy. Các hướng phát triển gần đây của kĩ thuật phân tích thành phần độc lập ICA có thể xấp xỉ dựa trên các thông tin độc lập của chính tín hiệu đó. Điều này cho phép chúng ta chia các tín hiệu gốc từ tín hiệu đã trộn x1(t), x2(t) và x3(t).
Một ví dụ khác, ICA được dùng để là trích các đặc trưng. Vấn đề quan trọng trong xử lý tín hiệu số là tìm ra biễu diễn phù hợp cho hình ảnh, âm thanh hay các loại dữ liệu khác thích hợp. Biểu diễn dữ liệu thường dựa vào biến đổi tuyến tính. Biến đổi tuyến tính được ứng dụng rộng rãi trong xử lý ảnh số như biến đổi Fourier Haar, biến đổi cosin. Mỗi phép biến đổi có ưu điểm riêng.
Để định nghĩa ICA ta có thể dùng mô hình thống kê “làm chậm biến số”
Ta quan sát n tổ hợp tuyến tính x1,…,xn của n thành phần độc lập [1]
(2.1)
Chúng ta bỏ qua chỉ số thời gian t (trong mô hình ICA), ta giả sử mỗi tổ hợp xj ứng với mỗi thành phần độc lập sk là biến ngẫu nhiên, thay cho tín hiệu theo thời gian thích hợp. Giá trị quan xj(t), những tín hiệu thu được từ microphone trong bài toán cocktail-party, là mẫu của biến số ngẫu nhiên. Không mất tính tổng quát, ta giả sử cả biến trộn lẫn và thành phần độc lập có giá trị trung bình không. Nếu thực tế không đúng, có thể đưa các biến số quan sát xi về gía trị trung tâm bằng cách trừ với mẫu trung bình.
Điều đó rất thuận tiện khi dùng ký hiệu ma trận vector thay cho dạng tổng như các công thức trước đây. Điều này cho thấy với vector ngẫu nhiên x, các thành phần của nó là tổ hợp tương tự như vector ngẫu nhiên s với các thành phần . Chúng ta quan sát ma trận A với các phần tử aij .Tất cả các vector được được hiểu như vector cột; do đó xT là chuyển vị của x ,là vector hàng, sử dụng ký hiệu ma trận vector, mô hình hỗn hợp ở trên sẽ được viết lại là:
(2.2)
Thỉnh thoảng, chúng ta cần cột của ma trận A; điều đó có nghĩa là mô hình aj có thể được viết lại như sau
(2.3)
Mô hình thống kê (2.2) được gọi là phân tích các thành phần độc lập, hay mô hình ICA. Mô hình ICA mô tả cách thức tạo ra dữ liệu quan sát bằng quá trình trộn các đối tượng si . Các đối tượng độc lập là các biến số ẩn, có nghĩa là ta không thể quan sát chúng một cách trực tiếp. Vì vậy ma trận trộn cũng được xem như là không biết. Tất cả những gì ta quan sát được chỉ là vector ngẫu nhiên x, và chúng ta phải dùng x để xấp xỉ cả A và s.
Điểm khởi đầu của ICA là sự thừa nhận rất đơn giản rằng các thành phần si là độc lập thống kê. Tiếp theo chúng ta phải thừa nhận các thành phần độc lập phải có phân bố không Gauss. Tuy nhiên, ở mô hình cơ bản chúng ta không cần biết sự phân bố này. Một cách đơn giản, chúng ta chỉ cần giả thiết ma trận trộn chưa biết là ma trận vuông. Sau đó ta xấp xỉ ma trận A, chúng ta có thể tính ma trận ngược (là W), các thành phần độc lập có thể được tính bằng công thức:
S = Wx (2.4)
ICA cũng tương tự phương pháp “phân chia nguồn mù” (BBS) hay phân chia tín hiệu chưa biết.”Nguồn” có nghĩa là các tín hiệu gốc, là các thành phần độc lập, tương tự như trong bài toán cocktail-party.”Mù” có nghĩa là biết rất ít. ICA là một phương pháp có thể được ứng dụng rất rộng rãi trong việc trình bày quá trình phân chia nguồn mù.
Trong nhiều ứng dụng, chúng ta giả thiết có thêm nhiễu trong quá trình đo đạc, có nghĩa là phải thêm thành phần nhiễu vào mô hình tính toán. Để đơn giản đôi khi ta có thể bỏ qua thành phần nhiễu.
Các điểm không xác định trong ICA:
Trong mô hình ICA (2.2), chúng ta có thể thấy các điểm không xác định như sau:
Chúng ta không thể xác định được thành phần biến (số cột ma trận tương quan) của các thành phần độc lập.
Lý do là cả S và A đều không được biết, phép nhân vô hướng của nguồn si có thể khử bằng cách chia cho cột tương ứng ai của A với cùng hướng (2.3). Hệ quả, chúng ta phải hiệu chỉnh biên độ của thành phần độc lập; như ta biết, các ICA đều là các biến ngẫu nhiên, cách đơn giản ta giả sử mỗi nguồn đều có thành phần biến số đơn vị. Sau đó ma trận A sẽ đáp ứng với phương pháp giải ICA để khắc phục các hạn chế này. Ta có thể loại bỏ những dấu hiệu bất định này: ta có thể nhân thành phần độc lập với -1 mà không làm ảnh hưởng đến mô hình tính. Trong hầu hết các ứng dụng yếu tố dấu không có nghĩa.
Chúng ta không thể xác định được thứ tự của các thành phần độc lập.
Lý do là cả S và A đều không được biết, chúng ta có thể thay đổi tùy ý trật tự của phép tính trong công thức (2.3), và có thể gọi bất cứ thành phần độc lập nào là thành phần đầu tiên. Ma trận hoán vị P và phép biến đổi ngược của nó có thể được thay thế trong công thức . Các phần tử của Ps là các thành phần biến độc lập gốc sj , nhưng theo thứ tự khác. Ma trận AP-1 được biết như là một ma trận trộn mới chưa biết được dùng để giải bài toán ICA .



2/ Nhận dạng mặt người bằng AdaBoost kết hợp mạng nơron:
Phát hiện mặt người là bước đầu tiên của hệ nhận dạng mặt người. Tốc độ xử lý và hiệu suất của hệ nhận dạng phụ thuộc rất nhiều vào quá trình phát hiện khuôn mặt.
Phương pháp AdaBoost được đánh giá là nhanh nhất trong các thuật toán dò tìm hiện nay. Tuy nhiên những khuôn mặt tìm được có độ chính xác chưa cao (kết quả dò tìm thừa). Vì vậy cần một bộ lọc để loại bỏ các kết quả thừa.
Mạng nơron có khả năng dò tìm tương đối tốt. Ngoài ra khả năng chứng thực mặt người của mạng nơron là rất tốt. Vì vậy ta có thể kết hợp với AdaBoost ở tầng cuối để tạo thành một hệ thống nhất.
AdaBoost – NN là mô hình dò tìm khuôn mặt bằng AdaBoost kết hợp mạng nơron. AdaBoost sẽ đóng vai trò là bộ dò tìm nhanh các khuôn mặt. Mạng nơron sẽ lọc ra các dò tìm sai để cho kết quả chính xác hơn. Ảnh sau khi qua mạng nơron sẽ xác định chính xác vị trí của khuôn mặt. Hệ thống dò tìm được minh hoạ trong hình sau:



Link Download bản DOC
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:

Link tải:



Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, , đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
 
Last edited by a moderator:

Các chủ đề có liên quan khác

Top