Пошук зображень за силуетами

У роботі представлено тестування алгоритму пошуку зображень за фронтальними силуетами яскравості образів здійснювалось у базі даних зображень Ванга (1000 елементів, розбитих на 10 категорій) [11]. Пошук проводився за кривими силуетів з використанням всіх пікселів рядка зображення, а також за коефіцієнтами апроксимуючих поліномів. Апроксимація зображень проводилася многочленами шостого степеня. Приклад зображень та їх ключів (коефіцієнтів поліномів) наведено на рис. 5.

Рис.5. Приклади образів та їх ключів (поліноміальних коефіцієнтів)

Критерієм пошуку використано відносне середньоквадратичне та модульне відхилення шуканого зразка від наявних в базі даних екземплярів. Для кривих силуетів та їх апроксимуючих функцій вирази для похибки тотожні.

На рис.6 наведені приклади образів, фронтальних силуетів та результати пошуку за силуетами та поліноміальними коефіцієнтами функцій шостого степеня.

Рис.6. Приклади пошуку образів за силуетами

Інтерпретація результатів тестування вказує на такі властивості силуетів яскравості: вони можуть бути ключем до грубого оцінювання наявності зображення в базі даних; час пошуку за коефіцієнтами поліномів в середньому в два рази менший; кількість поданих зображень збільшується зі збільшенням похибки; в середньому для кривих силуетів кількість поданих зображень більша, ніж для коефіцієнтів; для простих силуетів кількість даних значно зростає, для коефіцієнтів їх ріст менший.

На рис.7 наведено приклади роботи алгоритму пошуку, на яких перше зображення є образом-запитом, а решта знайдені як відповідь на запит. Пошук здійснювався за кривими силуетів при похибці 13%. За коефіцієнтами поліномів в результаті пошуку при похибці 5-15 відсотків на виході були тільки шукані зображення.

а

б

Рис.7. Приклади результатів пошуку за кривими силуетів

Результати пошуку залежать від виду силуету: для виразного силуету, характерного для групи образів, ця група формується алгоритмом як відповідь (приклад на рис.7 б); якщо силует не має виразної форми, відповідь містить образи різних категорій. Зменшення похибки пошуку приводить до знаходження бажаних образів.

Додатково для уточнення результатів при пошуку можна використовувати інші критерії. Так, при тестуванні пошуку використовувалася фільтрація отриманих зображень за відстанями до піків силуетів від нижнього краю зображення. Для зображень різного розміру дані масштабуються. Уточнення відбувається на основі отриманих при попередньому пошуку зображень. На рис.8. наведено схему роботи такого пошуку.

Рис.8. Схема процесу пошуку образів

На рис.9. наведено приклади роботи алгоритму із фільтрацією результатів за відстанями піків силуетів до переднього краю зображення при відхиленні кривих силуетів 2, 5% та кривих відстаней – 60%. Рис.9а – результати попереднього пошуку, рис.9б – уточнені результати.

а б

Рис.9. Приклади результатів пошуку з фільтрацією за відстанями