cenzus transformacija bernard
TRANSCRIPT
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 1/7
Cenzus transformacija (engl. Census Transform)
1994. godine Zabih i Wood [] opisali su metodu za analizu digitalnih slika
koju su nazvali cenzus transformacija (engl. census transformation). Za svaki
centralni piksel ra!una se binarni string (cenzus potpis) na na!in da se uspore"uje
intenzitet boje piksela sa intenzitetom susjednih piksela. Za svaki susjedni piksel,
odre"uje se je li njegov intenzitet boje manji ili ne od centralnog piskela. Naj!e#$e se
uzima blok od 3x3 susjednih piskela (engl. neighborhood ) sa svojom strukturom
(kernelom) te se na taj na!in mo%e dobiti potpis (binarni vektor) du%ine 8 bitova
odnosno 1 byte ili blok od 5x5 susjednih piksela odnosno 3 byta. Kod cenzus
transformacije !esto se upotrebljava i skalar ranga koji predstavlja ukupan broj
piksela !iji je intenzitet boje manji od intenziteta centralnog piksela.
Slika . Dobivanje binarnog cenzus potpisa; Izvor: Woodfill J., Herzen Von B.: Real-
Time Stereo Vision on the PARTS Reconfigurable Computer IEEE Symposium on
FPGAs for Custom Computing Machines, April 1997.
http://www.woodfill.com/Papers/FCCM1997.pdf
Cenzus transformacija pokazala je odre"ene prednosti u analizi slika. Istra%ivanja
drugih autora koja su slijedila pokazala su da je metoda dosta otporna na promjene u
svjetlini i kontrastu slike #to se pokazalo bitnim u opisanim podru! jima istra%ivanja.
Stein [Stein, F.: Effi_cient computation of optical flow using the census transform. InRasmussen, C.E., Bulthoff, H.H., Giese, M.A., Scholkopf, B., eds.: Pattern
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 2/7
Recognition. Volume 3175 of LNCS. Springer, Berlin (2004) 79-86 ] je tako koristio
cenzus transformaciju u uspore"ivanju zna!ajki slike. Muller et al. [Muller, T.,
Rannacher, J., Rabe, C., Franke, U.: Feature- and depth-supported modifed total
variation optical flow for 3D motion field estimation in real scenes, In: Proc. 24th
IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, Colorado Springs,
IEEE Computer Society Press (2011) 1193-1200 ] kao i Mohamed i Mertsching
[Mohamed, M.A., Mertsching, B.: TV-L1 optical flow estimation with image details
recovering based on modifed census transform. In Bebis, G., Boyle, R., Parvin,
B.,Koracin, D., Charless, F., Wang, S., Choi, M.H., Mantler, S., Schulze, J., Acevedo,
eds: Advances in Visual Computing. Volume 7431 of LNCS. Springer, Berlin (2012)
482-491 ] iskori#tavaju metodu na na!in da koriste zna!ajke slike kako bi otkrili
promjene koje su se dogodile prilikom modifikacija slikom. Ranftl et al. [Ranftl, R.,
Gehrig, S., Pock, T., Bischof, H.: Pushing the limits of stereo usingvariational stereo
estimation. In: IEEE Intelligent Vehicles Symposium, Alcala de Henares, IEEE
Computer Society Press (2012) 401-407 ] pokazali su robusnost metode u uvjetima
promjene osvjetljenja. Froba i Ernst [Froba, B., Ernst, A.: Face detection with the
modified census transform. In: Proc. 6th IEEE International Conference on Automatic
Face and Gesture Recognition, IEEE Computer Society Press (2004) 91-96 ] u svom
radu opisuju cenzus transformaciju u kontekstu detekcije lica osoba. Na Slici .
prikazan je primjer robusnosti metode na razli!itu svjetlinu u prikazivanju lica.
Primjer u drugom redu pokazuje da su lica jednaka bez obzira na razli!itu svjetlinu
primjenom cenzus transformacije.
Slika . Robusnost cenzus transformacije na svjetlinu
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 3/7
Cenzus transformacija, matemati!ki, mo%e se opisati na sljede$i na!in: [Face
Detection with the Modified Census Transform Bernhard Fr¨oba Andreas Ernst] Neka
je sa !!!! definirana okolina piksela ! za koju vrijedi ! !!!!! . Cenzus
transformacija tada generira binarni string koji prikazuje koji piksel u !!!! ima
manji intenzitet od !!!! odnosno vrijednosti centralnog piksela. Ako se pretpostavlja
da su vrijednosti uvijek nula ili pozitivne onda je funkcija usporedbe cenzus
transformacijom !!! ! ! ! !! ! jednaka 1 ako je ! ! ! ! !
! i ako! predstavlja
operaciju povezivanja (ulan!avanja). Cenzus transformacija se tada definira:
Bitno je naglasiti da !!!! nije koeficijet intenziteta ili sli!nosti nego svi bitovi imaju
isti zna!aj. !!!! u ovom slu!aju vi#e predstavlja indeks strukture kernela primjenjen
na!!!! sa centrom postavljenim na nulu. Tada svi pikseli u susjedstvu predstavljaju
cenzus usporedbe sa centralnim pikselom ovisno o njihovoj lokaciji #to je u
odre"enim situacijama predstavljalo problem zbog nemogu$nosti boljeg opisivanja
kernela i ra!unanja svih mogu$ih kombinacija.
Treba se napomenuti i to da se iste godine (skoro u isto vrijeme objavljena)
pojavila vrlo sli!na metoda cenzus transformaciji koju su Ojala et al. [ ] nazvali LPB
(engl. local binary patterns) koja je vektore piksela opisivala pomo$u binarnih
brojeva i kasnije za njihovu usporedbu koristila dobivene histograme blokova slika.
Te dvije metode razlikuju se i po redosljedu dobivenih binarnih stringova.
Kao i metoda cenzus transformacije LBP je upotrebljavana u podru! jima
detekcije lica [], prepoznavanja lica [], pronala%enja slika [], detekcije kretnji [], i
prepoznavanja polo%aja ruke [].
The local binary pattern (LBP) texture operator [19–21], has been highly successful
for various computer vision problems
but it has not been used for describing interest regions so far.
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 4/7
Slika . LPB metoda
[Local Binary Patterns for Still Images]
Iz LPB metode razvijaju se i razli!ite pobolj#ane verzije metode (ILBP, LTP,
TPLBP, FPLBP i dr.) od kojih je zna!ajnija RILBP metoda (engl. rotation invariant
LBP ) kojoj je zna!ajka robusnost na modifikacije rotacijom. Primjer je dan na Slici .
Izvor: knjiga Computer Vision
Kasnije Calonder et al. [ ] razvijaju sli!nu metodu za opisivanje to!aka
zna!ajki koju su nazvali BRIEF (engl. ).
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 5/7
Modificirana cenzus transformacija (engl. Modified Census Transform)
Metoda koju su Zabih i Woodfill [Ramin Zabih and John Woodfill. A non-
parametric approach to visual correspondence. IEEE Transactions on Pattern Analysis
and Machine Intelligence, 1996. ] nazvali modificiranom cenzus transformacijom
(engl. Modified Census trasform (MCT)) poku#ala je unaprijediti metodu cenzus
transformacije. Metoda koristi usporedbu intenziteta svakog piksela unutar 3x3 bloka
na na!in da ih uspore"uje sa prosje!nom vrijedno#$u intenziteta svih piksela iz
strukture kernela te na temelju usporedbe je li intenzitet piksela manji od prosje!nog
intenziteta (!!!!!
ili ne, generira binarni vektor. Binarni vektor mo%e se izra!unati za
svaki piksel unutar bloka uklju!uju$i i centralni piksel #to daje 9-bitni cenzus potpis
(Slika .).
Slika. Generiranje binarnog vektora MCT metodom [Hand Posture Classification and
Recognition using the Modified CensusTransform]
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 6/7
Modificirana cenzus transformacija (!!!!), matemati!ki, mo%e se opisati na
sljede$i na!in: Neka je sa !!!!! definirana okolina piksela ! za koju vrijedi
!!! !! ! ! !. Prosje!na vrijednost intenziteta definira se kao !!!!.Tada je
modificirana cenzus transformacija!
!!
! jednaka: [Froba i Ernst]
Kako je prikazano na Slici ., ishod metode modificirane cenzus transformacije
mo%e ovisiti o mogu$im uzorcima bloka 3x3 piksela odnosno njihovim varijacijama
(29
-1) #to ukupno !ini 511 mogu$ih uzoraka za razliku od metode cenzus
transformacije kojom je mogu$e generirati samo 28 odnosno 256 uzoraka zbog
izostavljanja centralnog piksela. Uzorak omogu$uje bolje prepoznavanje linija,
rubova ili kutova u slici. Takvim pristupom mogu$e je generirati unikatne cenzus
potpise. Istra%ivanja su pokazala pobolj#anja u prepoznavanju nekih objekata na slici
u odnosu na metodu cenzus transformacije (Slika .) Slika . ispod prikazuje da se
metodom cenzus transformacije !!!! ne mo%e prepoznati linija u drugom retku bloka,
#to nije prepreka metodi modificirane cenzus transformacije
!!!
!.
Slika . MCT za 25 od 511 mogu$ih kombinacija uzoraka za 3x3 kernel [Froba i Ernst]
7/26/2019 Cenzus Transformacija Bernard
http://slidepdf.com/reader/full/cenzus-transformacija-bernard 7/7
Slika . Primjer usporedbe CT i MCT metode [Face Detection with the Modified
Census Transform]
Izvor: autor
!" $ %&'(")'*"+,("),*"-. !/ $ %&'(/)'*/+,(/),*/-.
!0 $ %&'(0)'*0+,(0),*0-.
!!!"!
!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!!!"#!!"!!"!
centralni piksel (biometrijska to!ka (x,y))
K1
K2
K3