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振鈴現象偵測系統之架構

2.1 系統簡介

首先在復原模糊影像問題中,有兩個重要的準則。第一個準測,當我們在 復原模糊影像的過程裡,必須盡可能的不要讓振鈴現象在復原過後的影像裡產 生,因為振鈴現象在復原模糊影像問題裡是最常見的影像失真問題。第二個準 則,相較於原始的模糊影像,銳利度在復原過後的影像裡是必須要被改善。因 此我們分別要使用影像的振鈴現象及影像模糊的特徵,去偵測復原後的模糊影 像,是否有振鈴現象的產生。

在系統設置階段裡,我們使用支持向量機(Support Vector Machine,SVM) 訓 練復原後的模糊影像,作為偵測振鈴現象的模型。我們可以大略將之分為三大 部分,如圖2-1:前置處理(Preprocessing)、訓練(Training)及偵測(Detection)。

以下就是對這三大部分的說明:

圖2-1 特徵辨識流程圖

前置處理部分:這個部分主要是將所有可能影響偵測結果的變因做某個程 度的去除。例如正規化,就是把剛收集到的雜亂無章的資料,整理成比較有規 則的情況。前處理可以強化這些有用的特徵且能夠在訓練工作執行時更容易把 我們所要的特徵取出來,因此可以讓之後在訓練特徵時,有好的訓練模型。同 時因為把有用的部分擷取出來,所以也可以達到資料的降維。

訓練部分:如圖2-2,這個部分主要是取出可以作為偵測依據的特徵,並將 所有需要的特徵加以量化以便處理,且需要的特徵可以是每一個像素(pixel)

的灰階值(0~255),也可以是人臉模糊影像復原後的振鈴現象特徵。由得到的 特徵來當作訓練的資料(training data),以得到所有類別(class)的特有資訊,

這些資訊即是用參數描述所有類別分佈的情況(例如:假設有n個訓練資料,

的資料判斷到正確的類別。人腦做偵測振鈴現象判斷的依據就是「抽象的感覺」

之間的關係,簡單的說,就是用具體的參數來描述抽象的感覺,使電腦能夠根 據這些具體的參數做分析及運算,達到最後偵測的目的。

圖2-2 訓練階段

偵測部分:如圖2-3,在第二部分時已經得到所有類別各自的參數,當測試 資料(testing data)進入系統後,可以利用演算法來估算測試資料是否與某個類 別最為接近(最簡單的就是計算測試資料與每一個訓練類別之間的距離),就判 斷到正確的類別。有的系統當遇到較為模糊不清(ambiguous)的測試資料時,

由於偵測的結果有較高的錯誤機率,也就是擁有較低的信賴度(confidence),

系統則拒絕此次偵測的要求,以儘量降低錯誤發生的機率及發生錯誤所造成的 影響。

圖2-3 偵測階段

2.2 偵測系統流程

整個系統的處理流程如圖2-4 所示,當資料建立之後,將分為三大部份作 處理。

圖2-4 系統流程圖

本論文所提出的系統中,當模糊人臉影像資料建立後,將分為三個大部份 作處理。首先建立模糊人臉影像,接著利用溫納濾波器(Wiener filter),將模糊 人臉影像進行解模糊。接下來第一部份,將復原後的人臉影像透過區域對比增 強(local contrast enhancement)的方式,來處理每張影像被復原過後所產生振 鈴現象的問題,而經過此處理後,可增強影像中振鈴現象的細節對比,之後再 利用離散餘弦轉換擷取特徵,以進行下一步的特徵訓練。

在整個系統處理的程序中,通常要經過前置處理的步驟,並產生很多相關 的數據,但是如何快速的處理這些數據完成判斷,此時就需要進行數據的分類;

所預期的處理結果,一般的做法會先擁有一群用以建立系統的樣本,這些樣本 通常稱為訓練樣本(training sample),訓練樣本進入系統後,會改以各種型態的 特徵表現出來,然後根據這些樣本建立某種規則,藉以將來對其它的樣本進行 判斷分析,而這樣的過程便稱為分類(classification),最後根據某些測試樣本(test sample)對這個系統進行測試,利用測試出來的結果反覆改進這個分類規則以得 到最佳的分類效果。最後第三部份,要進行偵測分類處理程序就必須仰賴分類 器(classifier)的幫助,而分類器種類眾多而且用途也不同,本研究採用支持向量 機,這個是近年來被廣泛運用在分類問題上的數學工具,其具備參數較易調整、

學習收斂速度快速及處理快速等優點。

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