Определение точек поворотов пальцев при создании шаблона ладони Бакина Ирина Геннадьевна Факультет Вычислительной Математики и Кибернетики Московский Государственный. - презентация

1 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, марта 2011

2 Содержание Предпосылки Модель ладони Определение точек поворотов Эксперименты

3 Содержание Предпосылки Модель ладони Определение точек поворотов Эксперименты

4 Задача распознавания формы ладони бинарное изображение ладони граничное представление...

5 Метод решения 1.Построение эталонной модели ладони человека 2.Сравнение ладоней путём подгонки эталонной модели под тестовое изображение

6 Содержание Предпосылки Модель ладони Определение точек поворотов Эксперименты

7 Гибкий объект Семейство кругов C={c t,t T} – циркулярный граф Объединение кругов (как точечных множеств) S= c t, 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 2 – связный планарный граф с конечным числом вершин и непрерывными рёбрами Гибкий объект G={C,V} – циркулярный граф и множество допустимых деформаций

8 Трансформации Основные движения сдвиг ладони поворот ладони поворот пальцев Допустимые трансформации сдвиг циркулярного графа поворот циркулярного графа поворот ветвей циркулярного графа

9 Разметка ладони Основные шаги 1.Выделение пальцев 2.Определение точек поворотов пальцев Обозначения кончики: P 1, P 2, P 3, P 4 основания: O 1, O 2, O 3, O 4 точки поворотов: R 1, R 2, R 3, R 4 оси: P 1 R 1, P 2 R 2, P 3 R 3, P 4 R 4

10 Сравнение формы ладоней Эталонная ладонь G 1 Тестовая ладонь G 2

11 Сравнение формы ладоней 1.Совмещение кончиков средних пальцев (точка P 3 ) 2.Совмещение осей средних пальцев (прямая P 3 R 3 ) 3.Исключение большого пальца 4.Исключение области запястья (ниже прямой O 1 O 4 ) 5.Применение трансформаций с целью наилучшего совмещения силуэтов ладоней (минимизация μ) 6.Вычисление меры схожести ладоней μ * =min μ μ(G 1, G 2 ) = Area(G 1 \G 2 ) + Area(G 2 \G 1 )

12 Подгонка Площадь ладони в среднем – пикселей Эталонная ладонь G 1 Тестовая ладонь G 2 Начальное совмещение Наилучшее совмещение μ = 3191μ = 1714 μ = μ = 2467

13 Содержание Предпосылки Модель ладони Определение точек поворотов Эксперименты

14 Выделение пальцев

15 Точки поворотов пальцев Предположение Точка поворота пальца находится на оси пальца Обозначения =(len 1, len 2, len 3, len 4 ), len i =|P i R i |– расстояние между кончиком и основанием пальца i =(l 1, l 2, l 3, l 4 ), l i =|P i O i | - расстояние между кончиком и точкой поворота пальца i

16 Подходы 1. Эвристический l i =1.3 len i достаточно одного изображения ладони для идентификации модели 2. Оптимизационный по множеству эталонных изображений ладони в разных положениях

17 Оптимизационный подход Дано G 1,…,Gn – множество эталонных изображений ладони одного человека, где G i =G i ( ) μ * (G 1, G 2 ) – мера схожести ладоней G 1 и G 2 (несимметричная) Средняя схожесть ладоней Задача

18 Оптимизационный подход Решение перебор: l i [1.25 len i, 1.5 len i ] численные методы … Пример l 1 = 1.25 len 1 l 2 = 1.38 len 2 l 3 = 1.25 len 3 l 4 = 1.38 len 4

19 Пример Эвристический подход Оптимизационный подход: полный перебор Оптимизационный подход: метод Нелдера-Мида

20 Содержание Предпосылки Модель ладони Определение точек поворотов Эксперименты

21 Исходные данные База ладоней 22 человека 45 эталонных изображений (2-3 для каждого человека) 52 тестовых изображения (2-3 для каждого человека) 50 внутриклассовых и 1094 межклассовых расстояния Оборудование Web-камера Logitech QuickCam Pro 4000 Размер 640x480 пикселей 1.3 млн. пикселей

22 Верификация 1 – Эвристический подход 2 – Оптимизационный подход FRR (False Reject Rate) – ошибка ложного отказа FAR (False Accept Rate) – ошибка ложного узнавания