ThS37 026 thiết kế hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC
WX

NGUYỄN BÁ CÔNG
NGUYỄN HỮU ĐỨC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUY TÌM ẢNH
DỰA VÀO ĐẶC TRƯNG CẤP THẤP VÀ
ĐẶC TRƯNG CẤP CAO

LUẬN VĂN CỬ NHÂN TIN HỌC

Tp. Hồ Chí Minh –Năm 2005

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399


TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TRI THỨC
WX

NGUYỄN BÁ CÔNG -0112127
NGUYỄN HỮU ĐỨC -0112168

THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUY TÌM ẢNH
DỰA VÀO ĐẶC TRƯNG CẤP THẤP VÀ
ĐẶC TRƯNG CẤP CAO

LUẬN VĂN CỬ NHÂN TIN HỌC
Giảng viên hướng dẫn
Ths – Lý Quốc Ngọc

Tp. Hồ Chí Minh –Năm 2005

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Lời cảm ơn

Đầu tiên chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy Lý Quốc Ngọc,
người đã tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian
qua. Nếu không có lời chỉ dẫn, những tài liệu, những lời động viên khích lệ của
Thầy thì luận văn này khó lòng hòan thiện được. Một lần nữa chúng em xin tỏ
lòng biết ơn Thầy.
Cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và những ngừơi thân đã ủng
hộ động viên tinh thần chúng em để luận văn được hòan thành.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ
thông tin đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian chúng em
học đại học và trong suốt quá trình chúng em làm luận văn.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2005
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

i


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Lời mở đầu
Cùng với sự mở rộng của multimedia, với khối lượng hình ảnh và phim lưu
trữ ngày càng lớn, cùng với sự phát triển vượt bậc của các thiết bị Điện Tử, Tin
Học và Viễn Thông đã thu hút ngày càng nhiều những chuyên gia đi vào nghiên
cứu những công cụ cung cấp cho việc lấy thông tin dữ liệu ảnh từ nội dung của
chúng.
Hiện nay trên thế giới việc truy tìm ảnh đã bước sang thời kỳ mới, thời kỳ
truy tìm ảnh dựa vào nội dung .Việc truy tìm dữ liệu hình ảnh dựa vào nội dung
ảnh ngày càng phát triển mạnh mẽ, nó khắc phục khuyết điểm của việc truy tìm
ảnh dựa vào văn bản kí tự. Dữ liệu đầu vào được mô phỏng gần gũi với con người
hơn, kết quả ảnh trả về mang ngữ nghĩa gần đúng với ảnh truy vấn hơn.
Nằm trong xu hướng đó, trong luận văn này chúng em trình bày một mô
hình truy tìm thông tin hình ảnh dựa vào nội dung thông qua đặc trưng cấp thấp và
đặc trưng cấp cao của ảnh. Nó có thể được sử dụng bởi các tổ chức sở hữu tư liệu
ảnh và video, thư viện số, ảnh vệ tinh, ảnh y học, giáo dục từ xa,…

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

ii

Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng 07 năm 2005

ThS.Lý Quốc Ngọc

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

iii


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

tháng 07 năm 2005

iv


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Mục lục
Lời cảm ơn ................................................................................................................ i
Lời mở đầu ............................................................................................................... ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.................................................... iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ....................................................... iv
Mục lục .................................................................................................................... v
Mục lục các hình ..................................................................................................... ix
Thuật ngữ chuyên ngành....................................................................................... xiv

Chương 1 Tổng quan ............................................................................................... 1
1.1. Hướng truy tìm ảnh dựa vào nội dung.......................................................... 2
1.2. Hệ thống tìm kiếm ảnh thế hệ đầu tiên (dựa vào văn bản) ........................... 3
1.3. Hệ thống tìm kiếm thông tin trực quan thế hệ mới....................................... 5
1.3.1 Các hệ thống tìm kiếm ảnh tĩnh .............................................................. 5
1.3.2 Các hệ thống tìm kiếm phim ảnh (video) ............................................... 6
1.3.3 Các hệ thống tìm kiếm ảnh 3 chiều và video.......................................... 6
1.3.4 Các hệ thống tìm kiếm trên Internet ....................................................... 6
1.4. Xu hướng phát triển từ đặc trưng cấp thấp đến đặc trưng cấp cao và tiến dần
đến ngữ nghĩa....................................................................................................... 8
1.5. Một số hệ thống truy tìm ảnh dựa vào nội dung hiện nay .......................... 10
1.6. Sự hình thành “Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc
trưng cấp cao” .................................................................................................... 11
1.7. Hướng tiếp cận của bài toán........................................................................ 13
1.7.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu ......................................................................... 13
1.7.2 Xây dựng hệ thống tìm kiếm ................................................................ 14
1.7.2.1 Tìm kiếm dựa vào sự phân bố mang tính tòan cục ........................ 14
1.7.2.1.1 Đặc trưng lược đồ màu ........................................................... 14
1.7.2.1.2 Đặc trưng vector liên kết màu (Color Coherence Vector)...... 14
1.7.2.1.3 Đặc trưng tự tương quan màu (AutoCorrelogram)................. 15
1.7.2.1.4 Đặc trưng lược đồ hệ số góc (Edge Direction Histogram) ..... 16
1.7.2.1.5 Đặc trưng Vector liên kết hệ số góc (Edge Direction Coherence
Vector) ................................................................................................... 16
1.7.2.2 Tìm kiếm dựa vào sự phân bố mang tính cục bộ........................... 17
1.7.2.3 Tìm kiếm theo vùng, đối tượng ..................................................... 18
1.7.2.4 Tìm kiếm theo ngữ nghĩa ............................................................... 20
Chương 2 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ................................................................ 21
2.1. Màu sắc ....................................................................................................... 22
2.1.1 Khái niệm về màu sắc ........................................................................... 22
2.1.2 Một số đặc tính vật lý đặc biệt về màu sắc ........................................... 22

2.1.3 Các hệ màu thông dụng......................................................................... 24
2.1.3.1 Hệ màu chuẩn RGB: ...................................................................... 24
2.1.3.2 Hệ màu CMY................................................................................. 25
2.1.3.3 Hệ màu YIQ ................................................................................... 26
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

v


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

2.1.3.4 Hệ màu L*a*b:............................................................................... 27
2.1.3.5 Hệ màu HSI: Hue-Saturation-Intensity.......................................... 27
2.1.4 Các đặc trưng về màu sắc ..................................................................... 30
2.1.4.1 Lược đồ màu (Histogram).............................................................. 30
2.1.4.2 Vector liên kết màu (Color Coherence Vector) ............................. 32
2.1.4.3 Đặc trưng tự tương quan màu (AutoCorrelogram) ........................ 34
2.2. Vân (textture) .............................................................................................. 38
2.2.1 Khái niệm.............................................................................................. 38
2.2.2 Một số loại vân tiêu biểu....................................................................... 39
2.2.3 Ma trận đồng hiện (Co-occurrence Matrix) .......................................... 39
2.2.4 Phép biến đổi Wavelet .......................................................................... 41
2.3. Hình dáng.................................................................................................... 43
2.3.1 Khái niệm về biên cạnh......................................................................... 43
2.3.2 Các phương pháp phát hiện biên........................................................... 44
2.3.2.1 Phát hiện biên trực tiếp .................................................................. 44
2.3.2.2 Phương pháp phát hiện biên gián tiếp............................................ 48

2.3.3 Các đặc trưng về biên cạnh ................................................................... 49
2.3.3.1 Lược đồ hệ số góc (Edge Direction Histogram) ............................ 49
2.3.3.2 Vector liên kết hệ số góc (Edge Direction Coherence Vector): .... 51
2.3.4 Vùng và các đặc trưng về vùng............................................................. 52
2.3.4.1 Đặc trưng màu................................................................................ 53
2.3.4.2 Đặc trưng vân................................................................................. 53
2.3.4.3 Đặc trưng hình dáng....................................................................... 53
2.4. Độ đo........................................................................................................... 55
2.4.1 Khái niệm.............................................................................................. 55
2.4.2 Một số độ đo thông dụng ...................................................................... 56
2.4.2.1 Khoảng cách Minkowsky: ............................................................. 56
2.4.2.2 Độ đo khoảng cách min-max: ........................................................ 56
2.4.2.3 Khoảng cách Euclide L2:............................................................... 56
2.4.2.4 Khoảng cách city-block L1:........................................................... 56
2.4.3 Các độ đo được sử dụng trong bài tóan ................................................ 57
2.4.3.1 Độ đo tương tự giữa 2 bin màu trong hệ màu HSI ........................ 57
2.4.3.2 Độ đo dùng cho lược đồ màu......................................................... 57
2.4.3.3 Độ đo dùng cho đặc trưng liên kết màu (Color Coherence Vector)
.................................................................................................................... 61
2.4.3.4 Độ đo dùng cho đặc trưng tự tương quan màu(AutoCorrelogram) 61
2.4.3.5 Độ đo dùng cho đặc trưng lược đồ hệ số góc (Edge Direction
Histogram) ................................................................................................. 62
2.4.3.6 Độ đo dùng cho đặc trưng liên kết hệ số góc (Edge Direction
Coherence Vector) ..................................................................................... 62
Chương 3 TRUY TÌM ẢNH DỰA VÀO ĐẶC TRƯNG CẤP THẤP ................. 64
3.1. Các đặc trưng được sử dụng để truy tìm ảnh .............................................. 65
3.1.1 Đặc trưng về màu sắc............................................................................ 65
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ

- 0972.162.399

vi


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

3.1.1.1 Lược đồ màu (histogram) .............................................................. 65
3.1.1.2 Vector liên kết màu (Color Coherence Vector) ............................. 65
3.1.1.3 Đặc trưng tự tương quan màu (AutoCorrelogram) ........................ 66
3.1.2 Đặc trưng về hình dáng......................................................................... 67
3.1.2.1 Lược đồ hệ số góc (Edge Direction Histogram) ............................ 67
3.1.2.2 Vector liên kết hệ số góc (Edge Direction Coherence Vector)...... 67
3.2. Giải thuật phân lớp phân cấp (Hierarchical Agglomerative Clustering
Algorithm- HAC) và áp dụng giải thuật trong phân lớp ảnh theo các đặc trưng
của ảnh ............................................................................................................... 68
3.2.1 Tổng quan về giải thuật......................................................................... 68
3.2.2 Giải thuật............................................................................................... 68
3.2.3 Áp dụng giải thuật phân lớp phân cấp vào việc xây dựng cây phân cấp
theo các đặc trưng của ảnh............................................................................. 70
3.3. Tạo chỉ mục truy tìm ảnh ............................................................................ 78
3.4. Các chiến lược truy tìm ảnh ........................................................................ 79
3.4.1 Truy tìm ảnh xét đến tính phân bố toàn cục ......................................... 79
3.4.1.1 Tìm kiếm theo màu sắc .................................................................. 79
3.4.1.1.1 Lược đồ màu ........................................................................... 79
3.4.1.1.2 Vector liên kết màu................................................................. 80
3.4.1.1.3 Đặc trưng tương quan màu (Correlogram): ............................ 82
3.4.1.2 Tìm kiếm theo hình dáng ............................................................... 82
3.4.1.2.1 Lược đồ hệ số góc ................................................................... 83
3.4.1.2.2 Vector liên kết hệ số góc......................................................... 83

3.4.1.3 Tìm kiếm kết hợp........................................................................... 84
3.4.1.3.1 Tìm kiếm kết hợp các đặc trưng với nhau dùng toán tử BOOL
................................................................................................................ 85
3.4.1.3.2 Tìm kiếm kết hợp các đặc trưng với nhau dùng trọng số ....... 86
3.4.2 Truy tìm ảnh xét đến tính phân bố cục bộ (yếu tố không gian)............ 87
3.4.2.1 Tìm kiếm xét đến tính cục bộ với việc chia lưới tìm kiếm............ 87
3.4.2.2 Tìm kiếm xét đến tính cục bộ với việc vẽ...................................... 90
Chương 4 TRUY TÌM ẢNH DỰA VÀO ĐẶC TRƯNG CẤP CAO ................... 93
4.1. Bài toán phân đoạn ảnh............................................................................... 94
4.1.1 Chọn đặc trưng để phân đoạn ảnh......................................................... 94
4.1.2 Phân đoạn ảnh ....................................................................................... 96
4.1.3 Các ví dụ về bài toán phân đoạn ảnh .................................................... 98
4.2. Vùng và đặc trưng vùng.............................................................................. 99
4.3. Áp dụng giải thuật phân lớp phân cấp vào bài toán phân lớp vùng.......... 101
4.4. Tạo chỉ mục tìm kiếm ............................................................................... 105
4.5. Các chiến lược truy tìm theo đặc trưng cấp cao ....................................... 105
4.5.1 Giai đoạn nhập dữ liệu ........................................................................ 106
4.5.2 Giai đoạn truy tìm ............................................................................... 110
4.5.3 Giai đoạn sắp hạng (RANKING)........................................................ 110
Chương 5 TRUY TÌM ẢNH DỰA VÀO NGỮ NGHĨA .................................... 112
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

vii


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Chương 6 CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM ........................................................... 117
6.1. Cài đặt ....................................................................................................... 118
6.1.1 Chương trình ....................................................................................... 118
6.1.2 Các đặc trưng sử dụng cho chương trình ............................................ 118
6.1.3 Cơ sở dữ liệu ....................................................................................... 119
6.1.3.1 Cơ sở dữ liệu truy tìm theo đặc trưng cấp thấp............................ 119
6.1.3.2 Cơ sở dữ liệu truy tìm theo đặc trưng cấp cao............................. 119
6.1.4 Chức năng truy tìm ảnh....................................................................... 119
6.2. Thử nghiệm ............................................................................................... 120
6.2.1 Tìm kiếm xét đến tính toàn cục........................................................... 120
6.2.1.1 Tìm kiếm theo lược đồ màu......................................................... 120
6.2.1.2 Tìm kiếm theo lược đồ hệ số góc................................................. 121
6.2.1.3 Tìm kiếm theo vector liên kết màu .............................................. 123
6.2.1.4 Tìm kiếm theo vector liên kết hệ số góc...................................... 124
6.2.1.5 Tìm kiếm theo AutoCorrelogram................................................. 125
6.2.1.6 Tìm kiếm ảnh bằng việc kết hợp các đặc trưng với nhau theo tóan
tử AND..................................................................................................... 126
6.2.1.7 Tìm kiếm ảnh bằng cách kết hợp các đặc trưng dùng trọng số ... 128
6.2.2 Tìm kiếm dựa trên tính phân bố cục bộ .............................................. 129
6.2.2.1 Tìm kiếm bằng cách chia lưới...................................................... 129
6.2.2.2 Tìm kiếm bằng cách vẽ vùng....................................................... 133
6.2.3 Tìm kiếm dựa theo vùng, đối tượng của ảnh có sẵn ........................... 135
6.2.4 Tìm kiếm dựa theo vùng, đối tượng khi mà người dùng chưa có ý niệm
rõ ràng về tấm ảnh........................................................................................ 141
6.2.5 Tìm kiếm dựa vào ngữ nghĩa .............................................................. 144
6.3. Kết quả thực nghiệm của hệ thống ........................................................... 145
6.3.1 Thực nghiệm việc tìm kiếm theo các đặc trưng cấp thấp ................... 146
6.3.2 Thực nghiệm việc tìm kiếm theo đặc trưng cấp cao........................... 147
Chương 7 TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................................... 148
7.1. Tổng kết .................................................................................................... 149

7.2. Hướng phát triển ....................................................................................... 149
7.3. Kết luận ..................................................................................................... 149
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 151

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

viii


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Mục lục các hình
Hình 1: Mô hình của hệ thống tìm kiếm thế hệ đầu tiên ......................................... 4
Hình 2: Mô hình của hệ thống tìm kiếm thế hệ mới ................................................ 8
Hình 3: Hình gốc 1................................................................................................... 9
Hình 4: Ảnh giống lược đồ màu với ảnh gốc........................................................... 9
Hình 5: Minh họa các vùng của ảnh ........................................................................ 9
Hình 6: Minh họa các vùng của ảnh có gán ngữ nghĩa.......................................... 10
Hình 7:Mô hình “Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng
cấp cao”.................................................................................................................. 12
Hình 8: minh họa 2 ảnh có lược đồ màu giống nhau 89%..................................... 14
Hình 9: minh họa 2 ảnh có vector liên kết màu giống nhau 75%.......................... 15
Hình 10:minh họa 2 ảnh có đặc trưng Correlogram giống nhau 75% ................... 15
Hình 11: minh họa 2 ảnh có lược đồ hệ số góc giống nhau 88% .......................... 16
Hình 12: minh họa 2 ảnh có Vector liên kết hệ số góc giống nhau 78%............... 17
Hình 13: Ảnh minh họa chia lưới 1x3 ................................................................... 17
Hình 14: Ảnh minh họa vẽ vùng tìm kiếm ............................................................ 18

Hình 15: Ảnh minh họa tìm kiếm theo vùng ......................................................... 19
Hình 16: Minh họa tìm kiếm theo vùng khi người dùng có một vài ý niệm về ảnh
truy vấn .................................................................................................................. 19
Hình 17: Minh họa việc áp dụng mô hình học vào các vùng của ảnh để tìm kiếm
theo ngữ nghĩa........................................................................................................ 20
Hình 18: Hệ màu RGB........................................................................................... 25
Hình 19: Hệ màu CMY.......................................................................................... 26
Hình 20:Hệ màu HSI.............................................................................................. 28
Hình 21: Không gian màu HSI .............................................................................. 29
Hình 22: Minh họa sự thay đổi cường độ sáng trong hệ màu HSI ........................ 29
Hình 23: Ảnh trong hệ màu RGB .......................................................................... 31
Hình 24: Ảnh trong hệ màu HSI ............................................................................ 31
Hình 25: Lược đồ màu của ảnh sau khi lượng hoá ................................................ 32
Hình 26: Ảnh trong hệ màu RGB .......................................................................... 33
Hình 27: Ảnh trong hệ màu HSI ............................................................................ 33
Hình 28: Màu đỏ thể hiện liên kết màu trong ảnh ................................................. 33
Hình 29: Lược đồ vector liên kết màu của ảnh sau khi được lượng hoá ............... 34
Hình 30: Các ví dụ về vân...................................................................................... 39
Hình 31: Decompostion để tạo ra các frequency bands bởi biến đổi Wavelet ...... 42
Hình 32: Đường bao của ảnh ................................................................................. 43
Hình 33: Gradient của ảnh theo hướng θ ............................................................... 45
Hình 34: Mô hình 8 hướng..................................................................................... 45
Hình 35: Ảnh minh họa mảnh biên........................................................................ 47
Hình 36: Ảnh sau khi dùng phương pháp Gradient phát hiện biên ....................... 47
Hình 37: Ảnh sau khi được làm mảnh biên ........................................................... 48
Hình 38: Minh họa nguyên lý Bellman.................................................................. 49
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

ix


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Hình 39: Ảnh minh họa lược đồ hệ số góc ............................................................ 50
Hình 40: Đường biên của ảnh ................................................................................ 50
Hình 41: Lược đồ hệ số góc của ảnh...................................................................... 50
Hình 42: Ảnh minh họa vector liên kết hệ số góc.................................................. 52
Hình 43: Ảnh minh họa sự liên kết giữa các biên cạnh ......................................... 52
Hình 44: Lược đồ vector liên kết hệ số góc của ảnh.............................................. 52
Hình 45: Minh họa vùng của ảnh........................................................................... 55
Hình 46: minh họa 2 lược đồ màu giống nhau ...................................................... 58
Hình 47: Lược đồ màu thể hiện phần giao của 2 lược đồ màu trên....................... 59
Hình 48: Hình minh họa độ đo Euclide ................................................................. 59
Hình 49: Lược đồ màu thể hiện độ khác nhau giữa 2 lược đồ màu trên ............... 60
Hình 50:Cây phân cấp cho việc phân lớp cơ sở dữ liệu ........................................ 71
Hình 51: Cơ sở dữ liệu minh họa thuật toán HAC vào việc phân lớp ảnh theo đặc
trưng lược đồ màu .................................................................................................. 72
Hình 52:Cây phân cấp theo lược đồ màu............................................................... 73
Hình 53: Nhóm các ảnh có cùng đặc trưng màu.................................................... 73
Hình 54:Cơ sở dữ liệu phân lớp ảnh theo đặc trưng liên kết màu ......................... 73
Hình 55: Cây phân cấp theo đặc trưng liên kết màu.............................................. 74
Hình 56: Nhóm các ảnh có cùng đặc trưng liên kết màu....................................... 74
Hình 57: Cơ sở dữ liệu minh họa thuật toán HAC đồi với đặc trưng Correlogram
................................................................................................................................ 75
Hình 58: Cây phân cấp theo đặc trưng Correlogram ............................................ 75
Hình 59: Nhóm các ảnh có cùng đặc trưng Correlogram ...................................... 75
Hình 60: Cơ sở dữ liệu minh họa thuật toán HAC đối với đặc trưng lược đồ hệ số

góc .......................................................................................................................... 76
Hình 61: Cây phân cấp theo đặc trưng lược đồ hệ số góc ..................................... 76
Hình 62: Nhóm các ảnh có cùng đặc trưng lược đồ hệ số góc .............................. 76
Hình 63: Cơ sở dữ liệu ảnh minh họa thuật toán HAC để phân lớp theo đặc trưng
vector liên kết hệ số góc......................................................................................... 77
Hình 64: Cây phân cấp theo đặc trưng liên kết hệ số góc...................................... 77
Hình 65: Nhóm các ảnh có cùng đặc trưng liên kết hệ số góc............................... 77
Hình 66: Cây phân cấp ban đầu ............................................................................. 78
Hình 67: Cây chỉ mục ............................................................................................ 79
Hình 68: Minh họa 2 ảnh có lược đồ màu giống nhau .......................................... 80
Hình 69: Minh họa 2 ảnh giống nhau về lược đồ màu nhưng khác nhau về ngữ
nghĩa....................................................................................................................... 80
Hình 70: Minh họa 2 ảnh có lược đồ màu giống nhau nhưng khác nhau về ngữ
nghĩa....................................................................................................................... 81
Hình 71: Hình minh họa vector liên kết màu khắc phục tính không duy nhất của
lược đồ màu............................................................................................................ 81
Hình 72: Hình minh họa 2 ảnh có đặc trưng tương quan màu giống nhau 81.2% 82
Hình 73: minh hoạ 2 ảnh có lược đồ hệ số góc giống nhau................................... 83
Hình 74:minh họa 2 ảnh có lược đồ hệ số góc giống nhau 80% ........................... 84
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

x


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Hình 75: Hình minh họa 2 ảnh có vector liên kết hệ số góc khác nhau ................ 84

Hình 76: Hìmh minh họa 2 ảnh giống nhau về lược đồ màu và lược đồ hệ số góc85
Hình 77:Hình minh họa tìm kiếm chia lưới-1........................................................ 87
Hình 78: Minh họa ảnh được chia lưới 3x3 để tìm kiếm-1 ................................... 88
Hình 79: Hình minh họa tìm kiếm chia lưới-2....................................................... 88
Hình 80: Minh hoạ chia lưới 1x2 để tìm kiếm-2 ................................................... 89
Hình 81: Ảnh minh họa tìm kiếm chia lưới-3........................................................ 89
Hình 82: Minh hoạc chia lưới 1x3 cho việc tìm kiếm trên ảnh-3.......................... 89
Hình 83: Ảnh minh họa tìm kiếm vẽ ..................................................................... 90
Hình 84: Chia lưới 3x3 trên ảnh tìm kiếm ............................................................ 90
Hình 85: Minh họa vẽ hình trên ảnh tìm kiếm...................................................... 91
Hình 86: Hỉnh minh họa vẽ trên ảnh tìm kiếm ...................................................... 91
Hình 87: Hình minh hoa vẽ tìm kiếm .................................................................... 92
Hình 88: Hình minh họa vẽ tìm kiếm .................................................................... 92
Hình 89: Hình minh họa cây phân cấp................................................................... 97
Hình 90: Minh họa áp dụng giải thuật HAC vào phân đoạn ảnh-1 ....................... 98
Hình 91: Minh họa áp dụng giải thuật HAC vào phân đoạn ảnh-2 ....................... 99
Hình 92: Minh hoạ dùng thuật toán HAC phân đoạn ảnh-3.................................. 99
Hình 93: Minh họa vùng của ảnh......................................................................... 100
Hình 94: Cơ sở dữ liệu dùng để phân vùng ảnh .................................................. 102
Hình 95: Các vùng của tập ảnh được tách ra bằng giải thuật HAC..................... 103
Hình 96: Cây phân cấp của tập vùng trên ............................................................ 103
Hình 97: Nhóm các vùng giống nhau .................................................................. 103
Hình 98: Cơ sở dữ liệu ảnh phân vùng ................................................................ 104
Hình 99: Các vùng của tập dữ liệu ảnh sau khi được tách bằng giải thuật HAC 104
Hình 100: Cây phân cấp của tập vùng trên .......................................................... 104
Hình 101: Nhóm các vùng giống nhau ................................................................ 105
Hình 102: ảnh minh họa tìm kiếm theo vùng ...................................................... 107
Hình 103: Hình minh họa tìm kiếm theo vùng, đối tượng................................... 108
Hình 104: Câu truy vấn “Bầu trời” AND “ Cỏ” AND “ Hoa màu trắng” ........... 109
Hình 105: Câu truy vấn “Hoa màu vàng” AND NOT “ Lá màu xanh” .............. 109

Hình 106: Các vùng đã được gán nhãn................................................................ 114
Hình 107: Kết quả câu truy vấn “Hoa màu tím”.................................................. 114
Hình 108: Kết quả câu truy vấn “ Hoa mai”........................................................ 115
Hình 109: Kết quả câu truy vấn “ Cỏ” và “ Nhà”............................................... 115
hình 110: Kết quả câu truy vấn “ Sư tử” AND “ Bầu trời” ................................. 116
Hình 111: Mô hình hệ thống................................................................................ 118
Hình 112: Ảnh truy vấn theo lược đồ màu .......................................................... 120
Hình 113: Tập kết quả tìm kiếm theo lược đồ màu ............................................. 121
Hình 114: Kết quả tìm kiếm theo lược đồ màu với độ giống nhau 70% ............. 121
Hình 115:Ảnh truy vấn theo lược đồ hệ số góc ................................................... 121
Hình 116: Tập kết quả tìm kiếm theo lược đồ hệ số góc ..................................... 122
Hình 117: Tập kết quả tìm theo lược đồ hệ số góc với độ giống nhau 89% ....... 122
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

xi


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Hình 118: Ảnh truy tìm theo đặc trưng vector liên kết màu................................ 123
Hình 119:Tập kết quả tìm theo đặc trưng vector liên kết màu ............................ 123
Hình 120: Kết quả tìm kiếm với độ giống nhau 70% .......................................... 123
Hình 121: Ảnh truy vấn theo đặc trưng vector liên kết hệ số góc ....................... 124
Hình 122: Tập kết quả tìm theo đặc trưng liên kết hệ số góc .............................. 124
Hình 123: Tập kết quả tìm theo đặc trưng liên kết hệ số góc với độ giống nhau
84% ...................................................................................................................... 125
Hình 124: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 125

Hình 125: Tập kết quả thu được .......................................................................... 125
Hình 126: Tập kết quả tìm được với độ giống nhau 70%.................................... 126
Hình 127: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 126
Hình 128: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 126
Hình 129: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 127
Hình 130: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 127
Hình 131: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 127
Hình 132: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 128
Hình 133: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 128
Hình 134: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 128
Hình 135: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 129
Hình 136: Tập kết quả tìm được .......................................................................... 129
Hình 137: Ảnh truy vấn tìm kiếm dựa trên tính phân bố cục bộ ......................... 129
Hình 138: Ảnh minh họa chia lưới và vùng được chọn....................................... 130
Hình 139: Tập ảnh kết quả tìm được ................................................................... 130
Hình 140: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 130
Hình 141: Ảnh minh hoạ cá vùng đựơc chọ ........................................................ 131
Hình 142: Tập ảnh tìm được ................................................................................ 131
Hình 143: Ảnh truy vấn ....................................................................................... 131
Hình 144: Ảnh sau khi chia lưới .......................................................................... 132
Hình 145: Tập ảnh kết quả tìm được ................................................................... 132
Hình 146: Tập ảnh kết quả tìm được ................................................................... 133
Hình 147: Ảnh truy vấn ...................................................................................... 133
Hình 148: Minh họa vẽ tìm kiếm......................................................................... 134
Hình 149: Tập ảnh tìm được ................................................................................ 134
Hình 150: Tập ảnh tìm được ................................................................................ 135
Hình 151: Ảnh truy vấn theo vùng ...................................................................... 135
Hình 152: Các vùng của ảnh sau khi phân đoạn.................................................. 135
Hình 153: Tập kết quả tìm theo vùng hoa màu tím ............................................. 136
Hình 154: Các vùng của ảnh truy vấn.................................................................. 137

Hình 155: Vùng tìm kiếm .................................................................................... 137
Hình 156: Tập kết quả tìm được theo vùng sư tử ............................................... 138
Hình 157: Minh họa tìm kiếm theo toán tử BOOL.............................................. 138
Hình 158: Tập kết quả thu được .......................................................................... 139
Hình 159: Ảnh sau khi phân đoạn........................................................................ 139
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

xii


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Hình 160: Minh họa câu truy vấn ........................................................................ 140
Hình 161: Kết quả tìm được................................................................................. 140
Hình 162: Câu truy vấn........................................................................................ 141
Hình 163: Kết quả thực hiện câu truy vấn trên.................................................... 141
Hình 164: Hình minh họa tìm kiếm theo vùng .................................................... 142
Hình 165: Kết quả tìm được................................................................................. 142
Hình 166: Minh họa câu truy vấn theo vùng ....................................................... 143
Hình 167: Tập Kết quả tìm được ......................................................................... 143
Hình 168:Tập kết quả tìm kiếm với từ khoá” hổ con”......................................... 144
Hình 169: Ảnh minh hoạ tìm kiếm theo ngữ nghĩa, từ khoá “Chúa sơn lâm” .... 145
Hình 170: Kết quả tìm kiếm với từ khoá “ Chúa sơn lâm” với độ giống nhau 64%
.............................................................................................................................. 145

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

xiii


Hệ thống truy tìm ảnh dựa vào đặc trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao

Thuật ngữ chuyên ngành
Color coherence vector: vectơ liên kết màu
Edge direction coherence vector: vectơ liên kết hệ số góc
Edge direction histogram: lược đồ hệ số góc
Hierarchical Agglomerative Clustering Algorithm (HAC): thuật toán phân lớp
phân cấp
Histogram: lược đồ màu
Texture: vân

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

xiv


Chương 1: Tổng quan

Chương 1 Tổng quan

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

1


Chương 1: Tổng quan

1.1. Hướng truy tìm ảnh dựa vào nội dung
Truy tìm ảnh dựa vào nội dung là tìm kiếm thông tin trực quan. Truy tìm
thông tin trực quan là chủ đề nghiên cứu mới trong lĩnh vực công nghệ thông tin.
Tương tác với nội dung trực quan là cách thiết yếu nhất để truy tìm thông tin trực
quan. Các yếu tố trực quan như màu sắc, vân, hình dáng đối tượng và các yếu tố
không gian trực tiếp liên quan đến khía cạnh của cảm nhận nội dung ảnh, cùng với
các khái niệm ở mức cao như ý nghĩa đối tượng, khung cảnh trong ảnh, được dùng
như là manh mối cho tìm kiếm hình ảnh với nội dung tương tự từ cơ sở dữ liệu.
Truy tìm ảnh dựa vào nội dung đòi hỏi phải có sự đóng góp từ các lĩnh vực
nghiên cứu khác là rất lớn và đặt ra nhiều thử thách trong nghiên cứu đối với các
nhà khoa học và kỹ sư. Các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau, được phát triển một
các độc lập, đóng góp rất lớn cho chủ đề nghiên cứu mới mẽ này. Truy tìm thông
tin, mô hình hóa và thể hiện dữ liệu trực quan, phân tích và xử lý phim/ảnh, nhận
dạng và thị giác máy tính (computer vision), tổ chức cơ sở dữ liệu đa phương tiện
(multimedia), lập chỉ mục đa chiều, mô hình hóa tâm lí hành vi người dùng, hệ
tương tác người-máy và trực quan hóa dữ liệu, là các lĩnh vực nghiên cứu quan
trọng nhất đóng góp cho truy tìm thông tin trực quan.
Các yếu tố mô tả nội dung có liên quan đến các đặc trưng cảm nhận như
màu sắc, vân, hình dạng, cấu trúc, mối liên hệ về không gian và chuyển động. Các
yếu tố cơ sở nguồn gốc của màu sắc như đối tượng, vai trò, sự kiện, hay các thông
tin có liên hệ với màu sắc như cảm giác, cảm tưởng hay ý nghĩa của hình ảnh. Do

vậy, phân tích ảnh, nhận dạng và thị giác máy tính đóng vai trò cơ bản trong các
hệ thống truy tìm thông tin trực quan. Nó cho phép tự động trích chọn hầu hết các
thông tin cảm nhận, thông qua việc phân tích phân bố điểm ảnh và rút ra các độ đo
nội dung trực quan.

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

2


Chương 1: Tổng quan

1.2. Hệ thống tìm kiếm ảnh thế hệ đầu tiên (dựa vào văn
bản)
Thế hệ đầu tiên của hệ thống tìm kiếm ảnh dựa vào nội dung cho phép truy
cập trực tiếp đến ảnh thông qua thuộc tính chuỗi. Kho ngữ liệu của hệ thống trong
thế hệ đầu tiên dựa trên chuỗi, sơ đồ trình bày, mô hình quan hệ, cấu trúc khung.
Dữ liệu mô tả và phụ thuộc nội dung được thể hiện thông qua từ khoá hay
nguyên bản. Từ khoá rất thích hợp cho việc xác định: Các thực thể quan trọng
trong hình ảnh (như đối tượng, con người…), các khái niệm hay thuật ngữ phụ
thuộc ngữ cảnh (như: mắt, miệng, gương mặt…) hay khung cảnh thể hiện (cảnh
bãi biển, cảnh núi non, cảnh hoàng hôn…). Nguyên bản là các mô tả bao quát hơn,
thường được viết bởi các chuyên gia, tóm tắt vào từ ngữ những gì thể hiện được và
ý nghĩa của ảnh. Truy tìm thông tin dựa trên các hệ thống tìm kiếm truyền thống
làm việc trên văn bản dùng ngôn ngữ truy vấn như SQL hay tìm kiếm toàn văn
bản.
Do hệ thống tìm kiếm này là dựa vào từ khóa được chú thích bằng văn bản

do đó có những hạn chế sau: Việc tạo từ khóa cho một số lượng lớn ảnh tốn thời
gian, từ khóa thì ngắn không thể mô tả hết các nét cảm nhận nổi bật của các đặc
trưng trực quan và không duy nhất, văn bản không thích hợp cho việc xây dựng độ
đo tương tự về giác quan, những mô tả bằng văn bản chỉ phản ánh quan điểm của
người chú thích chứ không phải người dùng cuối tương tác với hệ thống nhưng
việc nhận thức là một vấn đề chủ quan của từng người. Do những hạn chế trên đã
dẫn đến sự ra đời của hệ thống tìm kiếm ảnh dựa vào nội dung. Thế hệ mới của hệ
thống tìm kiếm ảnh dựa vào nội dung hỗ trợ đầy đủ việc lấy thông tin dựa vào nội
dung thuộc về thị giác. Chúng cho phép phân tích đối tượng, tự động rút trích đặc
trưng.
Những tìm kiếm đặc thù cho những hệ thống dạng này là “ tìm tất cả những
hình ảnh có hình con chó “ hay “ tìm kiếm tất cả những tấm ảnh về biển ở Việt
Nam”.
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

3


Chương 1: Tổng quan

Những khuyết điểm mà tìm kiếm theo văn bản không thực hiện được khi
người dùng muốn tìm kiếm những tấm ảnh có nội dung “ảnh có hoa màu xanh
xanh” hay “hoa màu vàng có nhụy màu tím ” việc tìm kiếm theo văn bản không
thực hiện được vì có rất nhiều loại hoa màu xanh cũng như hoa màu vàng nhụy
màu tím. Vả lại từ khóa là do quan điểm của người chú thích chứ không phải của
người dùng.
Mô hình hệ thống tìm kiếm thế hệ đầu tiên:

Hình 1: Mô hình của hệ thống tìm kiếm thế hệ đầu tiên

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

4


Chương 1: Tổng quan

1.3. Hệ thống tìm kiếm thông tin trực quan thế hệ mới
Hệ thống tìm kiếm thông tin trực quan thế hệ mới hỗ trợ tìm kiếm hoàn toàn
bằng nội dung trực quan. Truy cập đến thông tin không chỉ ở mức khái niệm dùng
từ khoá và văn bản, mà còn thông qua mức độ cảm nhận dùng các độ đo khách
quan của nội dung trực quan và các mô hình tương tự thích hợp. Trong các hệ
thống này thì xử lý ảnh, nhận dạng và thị giác máy tính làm một phần được tích
hợp vào kiến trúc và vận hành hệ thống. Nó cho phép phân tích khách quan sự
phân bố điểm ảnh và tự động rút trích độ đo từ dữ liệu nhập thô.

1.3.1 Các hệ thống tìm kiếm ảnh tĩnh
Nội dung của ảnh tĩnh bao gồm:
Thuộc tính cảm nhận: màu sắc, vân, hình dạng, yếu tố không
gian.
Các yếu tố nội dung cơ sở: đối tượng, quang cảnh.
Cảm giác, cảm nhận và ý nghĩa được kết hợp với tập các đặc
trưng cảm nhận.
Để tìm ảnh tương ứng với các thuộc tính cảm nhận, mô hình tìm

kiếm đòi hỏi với mỗi ảnh các đặc trưng tiêu biểu (tham số) được tính trước.
Truy vấn được thông qua các mẫu trực quan. Để khởi tạo truy vấn, người
dùng chọn các đặc trưng và phạm vi của các tham số quan trọng và chọn độ
đo tương tự. Mẫu có thể được soạn thảo bởi người dùng hay rút từ các ảnh
mẫu. Hệ thống kiểm tra độ tương tự giữa nội dung trực quan được ngừơi
dùng truy vấn và ảnh trong cơ sở dữ liệu. Vì không thể dự đoán được kết
quả trả về tương ứng với truy vấn có thoả mãn hay không nên kỹ thuật để
cải thiện chất lượng truy vấn là giữ đến mức thấp nhất có thể số thất thoát
(do chi phí của số lượng lớn hơn các truy vấn thất bại) và cho phép một
hình thức tương tác gọi là hồi đáp thích hợp (relevance feedback). Trong đó
các mẫu rất cứng nhắc, thiếu độ linh động cần thiết để giải quyết các khái

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

5


Chương 1: Tổng quan

niệm và yếu tố màu sắc của hình ảnh. Vì thế, để tìm kiếm ảnh dựa trên các
thuộc tính cấp cao thì phải thực hiện truy vấn lại bằng văn bản.

1.3.2 Các hệ thống tìm kiếm phim ảnh (video)
Khác với ảnh tĩnh, ảnh phim truyền các thông điệp có nhiều thông
tin hơn thông qua nhiều khía cạnh thông tin. Bao gồm cách các khung ảnh
liên kết lại với nhau sử dụng các hiệu ứng soạn thảo (cắt, giảm,phân rã,làm
mờ…) và nội dung thể hiện trong ảnh (nhân vật, nội dung câu chuyện,

thông điệp câu chuyện). Sự thay đổi về màu sắc, vân, hình dạng và chuyển
động (của cả thiết bị thu nhận ảnh, nhân vật và đối tượng) được quan sát
trong nhiều khung ảnh, là quan trọng hơn thông tin được nhúng vào các
khung ảnh đơn. Kỹ thuật dùng để thu nhận phim ảnh cũng góp phần quan
trọng vào thông tin của luồng phim ảnh. Mỗi loại phim ảnh có các đặc
trưng riêng. Điều này được thể hiện trong cách mỗi đơn vị phim ảnh được
rút trích, tổ chức trong cấu trúc kiến thức, chỉ mục và truy cập bởi người
dùng. Trong hệ thống tìm kiếm video việc truy cập có thể được thực hiện
thông qua cả mức cấu trúc lẫn nội dung.

1.3.3 Các hệ thống tìm kiếm ảnh 3 chiều và video
Tập các ảnh 3 chiều và video giờ được dùng rất nhiều trong nhiều
lĩnh vực như y học, CAD (thiết kế bộ phận máy móc), bản đồ địa lý, phân
loại ảnh nghệ thuật (điêu khắc, đối tượng 3D, mô hình…). Việc nghiên cứu
lĩnh vực tìm kiếm này chỉ mới bắt đầu.

1.3.4 Các hệ thống tìm kiếm trên Internet
Môi trừơng mạng phát triển rất nhanh trong đó việc tìm kiếm, truy
cập và truyền tải các thông tin trực quan rất quan trọng. Với các hệ thống
dựa trên web, người dùng có thể tìm kiếm hình ảnh và phim từ nhiều nguồn
dữ liệu khác nhau được phân tán trên mạng. Thông tin có thể thu nhận từ:

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

6

Chương 1: Tổng quan

URL (tên tập tin ảnh và chủ đề), tập tin HTML, thuộc tính ảnh (loại tập tin,
kích thước, ngày tháng)…
Nói chung, mục đích chính của truy tìm thông tin hình ảnh dựa trên
nội dung ảnh là tìm ra các ảnh tương tự với ảnh mẫu hay phác thảo ảnh
được cung cấp bởi người sử dụng. Để thực hiện điều này thông thường phải
qua các bước sau đây:
Sự biểu thị đặc điểm độc lập lĩnh vực của nội dung trực quan của
hình ảnh.
Kỹ thuật xử lí ảnh để tự động trích các đặc điểm trực quan một cách
tự động.
Tóm tắt biểu thị ngắn gọn cho các đặc điểm này.
Hàm tính độ tương tự để so sánh ảnh một cách hiệu quả.
Kỹ thuật lập chỉ mục để việc truy xuất ảnh trong cơ sở dữ liệu có
hiệu suất cao.
Khuyết điểm: Trong các hệ thống tìm kiếm thế hệ mới này các đặc
trưng tìm kiếm chủ yếu là các đặc trưng cấp thấp, dữ liệu nhận chưa mô
phỏng gần gũi với suy nghĩ của con người, ảnh tìm được có thể mang nội
dung ngữ nghĩa rất khác so với ảnh truy vấn. Điều này làm bất lợi cho
người dùng cũng như hệ thống họat động với hiệu quả không cao. Do đó,
nhu cầu đòi hỏi phải có hệ thống tìm kiếm họat động với hiệu quả cao hơn
cũng như tiện dụng hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người.
Để đáp ứng nhu cầu trên, hàng lọat những hệ thống truy tìm ảnh dựa vào
nội dung mới ra đời trong đó có hệ thống “Truy tìm ảnh dựa vào đặc
trưng cấp thấp và đặc trưng cấp cao”.
Mô hình hệ thống tìm kiếm thế hệ mới:

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

7


Chương 1: Tổng quan

Hình 2: Mô hình của hệ thống tìm kiếm thế hệ mới

1.4. Xu hướng phát triển từ đặc trưng cấp thấp đến đặc
trưng cấp cao và tiến dần đến ngữ nghĩa
Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người trong tìm kiếm ảnh,
nên các hệ thống truy tìm ảnh đã không ngừng nâng cao khả năng tìm kiếm của
mình. Các hệ thống tìm kiếm theo các trưng cấp thấp đang dần được thay thế bằng
các hệ thống tìm kiếm theo đặc trưng cấp thấp kết hợp với đặc trưng cấp cao. Việc
tìm kiếm theo các đặc trưng cấp cao đã khắc phục được các khuyết điểm của việc
tìm kiếm theo các đặc trưng cấp thấp đó là: giải quyết được vấn đề lớn đang cản
trở bước phát triển truy tìm ảnh dựa vào nội dung trong việc dữ liệu nhận mô
phỏng gần gũi hơn với suy nghĩ của con người, và ảnh tìm được mang nội dung
Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

8


Chương 1: Tổng quan

ngữ nghĩa gần hơn so với ảnh truy vấn. Bên cạnh các đặc trưng cấp cao như vùng
(hay còn gọi là vần của ảnh) được tách ra từ ảnh, việc áp dụng mô hình học vào sẽ
làm cho hệ thống tìm kiếm theo nội dung tiến thêm một bước đó là tìm kiếm dựa
vào ngữ nghĩa.
Ví dụ minh họa trong tìm kiếm:
Giả sử ta có ảnh ban đầu như sau:

Hình 3: Hình gốc 1
Với việc tìm kiếm theo đặc trưng cấp thấp thì người dùng chỉ có thể
tìm kiếm những tấm ảnh có màu sắc gần giống với tấm ảnh trên như:

Hình 4: Ảnh giống lược đồ màu với ảnh gốc
Điều này dẫn đến khả năng xuất hiện những ảnh tuy giống nhau về
màu sắc nhưng khác nhau về ngữ nghĩa, không hiệu quả trong tìm kiếm.
Để tránh khả năng trên xảy ra ta có thể tiến hành tìm kiếm ảnh theo
các đặc trưng cấp cao là vùng. Chúng ta có thể phân đọan ảnh thành các
vùng, và từ đó chọn các vùng cần thiết cho quá trình tìm kiếm. Điều này làm
cho kết quả tìm kiếm cao hơn và hiệu quả hơn do vùng mang ngữ nghĩa hơn
và thể hiện được tính phân bố của các thành phần trong ảnh.
Ví dụ các vùng trong ảnh sau khi phân đoạn ảnh:

Hình 5: Minh họa các vùng của ảnh

Nguyễn Bá Công – Nguyễn Hữu Đức

Viết thuê luận văn thạc sĩ
- 0972.162.399

9