Разработка биотехнической системы для распознавания фонем русской речи по изображениям губ
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Вµтод ветвей и границ. Алгоритм циклический. Для всех контрольных точек c(s), s=1,...,n вычисляем E1, E2 и E во всех точках некоторой окрестности текущей контрольной точки c(i), 1 ? i ? n, после чего выбираем ту точку этой окрестности, которая минимизирует функцию энергии E - эта точка становится контрольной точкой c(s) на следующем шаге (см. рис.9). Для полученного набора контрольных точек проводим ту же операцию. Алгоритм заканчивает свою работу когда на очередном проходе ни одна контрольная точка не поменяла своего положения.
Рисунок 9 - Активные контурные модели: метод ветвей и границ
Активные контурные модели являются эффективным, но "близоруким" средством - метод ветвей и границ чувствителен к присутствию локального оптимума, может принять локальный минимум за финальный результат. Поэтому активные контурные модели чувствительны к шуму на входных изображениях (шум добавляет локальные перепады яркости на изображение) и к инициализации (при плохой инициализации между инициированным контуром и желаемым результатом может оказаться локальный минимум). Для достижения стабильности и точности необходимо проведение подготовительных мер с входным изображением - например размытие для устранения шума. Также можно достичь большей стабильности используя другие методы решения задачи оптимизации - например, динамическое программирование.
3.Деформируемые модели, основанные на сплайнах.
Другим примером деформируемой модели свободной формы являются деформируемые модели, основанные на сплайнах.
Модель, основанная на сплайнах, обладает более четко определенной структурой чем змея. Шаблон основанной на сплайнах модели выражается линейной комбинацией набора базисных функций, и его форма определяется коэффициентами этих функций. В качестве базиса сплайна может быть использован как базис В-сплайна, так и тригонометрический базис, и вейвлеты.
Несмотря на более четкую структуру, основанные на сплайнах модели относятся к моделям свободной формы. Причина этого в том что в отличие от параметрически заданных моделей, шаблон которых при деформации сохраняет класс формы (см. ниже), линейные комбинации базисных функций при различных коэффициентах сильно варьируются, из-за чего угадать их общую структуру практически невозможно.
4.Параметрические деформируемые модели.
Параметрическая деформируемая модель - это модель формы некоторого класса, представленная параметрически. Под классом (типом, видом) формы подразумевается априорное знание о структурных свойствах класса объектов. На (см. рис. 10) представлен класс формы рыбы. Рыба может иметь разные пропорции, размер и ориентацию. Рыбы одного вида имеют идентичную форму, рыбы разных видов - похожие формы, а животные имеют совершенно иную форму. При деформации параметрической модели рыбы мы никогда не сможем получить форму кота.
Параметрические деформируемые модели используются в тех случаях, когда искомый объект обладает четкой геометрической структурой, известной нам априори.
Для получения компактного представления класса формы в рамках подхода деформируемых моделей производится параметризация шаблона.
5.Аналитические параметрические деформируемые модели.
Представляя класс формы в виде набора параметрически заданных кривых, получим аналитическую параметрическую деформируемую модель, основанную на форме (AnalyticalForm-basedParametricDeformableModels).
Например, если искомый объект имеет форму двух концентрических окружностей, то параметрами аналитической деформируемой модели могут быть координаты центров и радиусы окружностей. Выражая через эти параметры свойства искомого объекта (например, ), получим внешнюю энергию. Внутреннюю энергию получим при описании взаимного расположения частей шаблона - <координаты центров концентрических окружностей находятся в одной точке.
Для аналитических деформируемых моделей необходима хорошая инициализация. Приблизительное положение, ориентация и масштаб искомого объекта должны быть известны, либо представлены одним или несколькими параметрами. Применимость параметрических деформируемых моделей ограничена из-за того что искомые формы должны быть настолько четко определены чтобы их можно было представить набором как можно меньшего числа параметров.
6.Параметрическая деформируемая модель, основанная на прототипе.
Альтернативный подход параметризации деформируемой модели состоит в задании прототипа формы (характерной геометрической структуры) и набора параметрических деформаций, которые могут изменять прототип. На наборе трансформаций может быть определена вероятность возникновения каждой конкретной трансформации. Такие модели называют параметрическую деформируемую модель, основанную на прототипе (Prototype-basedParametricDeformableModels). При такой параметризации все объекты одного класса имеют схожую структуру, но у каждого возможны индивидуальные отклонения от формы.
Прототипный шаблон выбирается на основе априорного знания объекта интереса. Это знание может быть получено либо в результате обработки изображения более высокого уровня либо получено путем тренировки.
.2.2 Представление контуров губ в виде векторов признаков
В данной задаче распознавания контуров губ в видеопотоке предметом анализа являются цветные изображения при условии фронтального расположения лица. Кроме того, рассматривается видеопоток низ