پروژه پردازش تصویر در هوش مصنوعی      

تصویر دیجیتال

فصل اول:

مقدمه ای بر پردازش تصویر دیجیتال

فصل دوم :

بررسی دقیق تر برخی از روش های معرفی شده توسط سایر محققین در زمینه تشخیص صورت

فصل سوم :

تشخیص صورت بر مبنای رنگ پوست

فصل چهارم :

شناسایی صورت در یك پایگاه داده اختیاری

فصل پنجم :

روش انجام كار

منابع

مقدمه 

پردازش تصویر دیجیتال دانش جدیدی است كه سابقه آن به پس از اختراع رایانه های دیجیتال باز می گردد . با این حال این علم نوپا در چند دهه اخیر از هر دو جنبه نظری و عملی پیشرفت های چشمگیری داشته است . سرعت این پیشرفت به اندازه ای بوده است كه هم اكنون و پس از این مدت نسبتاً كوتاه ، به راحتی می توان رد پای پردازش تصویر دیجیتال را در بسیاری از علوم و صنایع مشاهده نمود . علاقه به روش های پردازش تصویر دیجیتال از دو محدوده كاربردی اصلی نشات می گیرد كه آن محدوده ها عبارتند از : بهبود اطلاعات تصویری به منظور تعبیر انسانی و پردازش داده های صحنه برای ادراك ماشینی مستقل .

چند دسته مهم از كاربرد های پردازش تصویر به شرح زیر می باشد:

الف ) كاربردهای عكاسی مانند ارتقاء ، بازسازی تصاویر قدیمی ، بازسازی تصاویر خراب شده با نویز و بهبود ظاهر تصاویر معمولی.

ب ) كاربرد های پزشكی مانند ارتقاء ویژگی های تصاویر اشعه ایكس ، تولید تصاویر MRI  و CT-scan.

ج ) كاربرد های امنیتی مانند تشخیص حركت ( در دزد گیر ها ) ، تشخیص اثر انگشت ، تشخیص چهره و تشخیص امضاء.

د ) كاربرد های نظامی مانند تشخیص و رهگیری خودكار اهداف متحرك یا ثابت از هوا یا از زمین.

ه ) كاربرد های سنجش از راه دور مانند ارتقاء و تحلیل تصاویر هوایی و ماهواره ای (برداشته شده از مناطق مختلف جغرافیایی) كه در كاربرد های نقشه برداری ، كشاورزی ، هوا شناسی و موارد دیگر مفید هستند .

و ) كاربرد های صنعتی مرتبط با خودكار سازی صنایع مانند تفكیك محصولات مختلف بر اساس شكل یا اندازه ، آشكارسازی نواقص و شكستگی های موجود در محصولات ، تعیین محل اشیاء و اجرای فرایند تولید با استفاده از روبات ها و بینایی ماشینی .

ز ) كاربرد های فشرده سازی تصویر مانند ذخیره سازی ، ارسال تصاویر تلویزیون با كیفیت بالا و ارسال تصاویر متحرك و زنده از روی شبكه اینترنت و یا خط تلفن.

ح ) موارد متفرقه دیگری نیز مانند تصویر برداری از اسناد و ارسال آنها توسط دور نگار و تشخیص خودكار نویسه در ردیف كاربرد های پردازش تصویر قرار دارند.

مراحل اساسی پردازش تصویر 

پردازش تصویر دیجیتال محدوده وسیعی از سخت افزار ، نرم افراز و مبانی نظری را در بر می گیرد . در این قسمت مراحل اساسی مورد نیاز برای اجرای یك پردازش روی تصویر را نام می بریم كه در شكل 1-1 نمایش داده شده است .

مرحله اول این فرایند ، تصویر برداری - یعنی به دست آوردن تصویر دیجیتال -  است . انجام دادن چنین كاری نیازمند یك حسگر تصویر بردار و قابلیت دیجیتال سازی سیگنال خروجی حسگر می باشد . پس از اینكه تصویر دیجیتال به دست آمد ، مرحله بعدی پیش پردازش آن است . وظیفه اصلی پیش پردازش ، بهبود تصویر به روش هایی است كه امكان توفیق سایر پردازش ها را نیز افزایش دهد . پیش پردازش ، به طور معمول به روش هایی برای ارتقاء تمایز ، حذف نویز و جداسازی آن نواحی كه زمینه شان نشان دهنده احتمال وجود اطلاعات حرفی –  عددی است ، می پردازد . مرحله بعدی به بخش بندیمی پردازد . در تعریف وسیع ، بخش بندی فرایندی است كه تصویر ورودی را به قسمت ها یا اجزای تشكیل دهنده اش تقسیم می كند . به طور كلی بخش بندی یكی از مشكل ترین كارها در پردازش تصویر دیجیتال است . از طرفی یك شیوه قوی بخش بندی ، تا حد زیادی فرایند را به حل موفق مساله نزدیك می كند . از طرف دیگر الگوریتم های ضعیف یا خطا دار بخش بندی ، تقریباً  همیشه باعث خرابی اتفاقی می شوند . خروجی مرحله بخش بندی معمولاً ، داده های پیكسلی خام است كه یا مرز یك ناحیه یا تمام نقاط درون آن ناحیه را تشكیل می دهند . در هر دو حالت باید داده ها را به شكل مناسب برای پردازش رایانه ای تبدیل نمود . اولین تصمیمی كه باید گرفته شود این است كه آیا داده ها باید به صورت مرز یا به صورت یك ناحیه كامل نمایش داده شود . نمایش مرزی وقتی مفید است كه مشخصات  خارجی شكل نظیر گوشه ها یا خمیدگی ها مورد نظر باشد . نمایش ناحیه ای وقتی مفید است كه خواص درونی بخش های تصویر نظیر بافت یا استخوان بندی شكل مورد توجه باشد . در هر حال در بعضی كاربرد ها هر دو نمایش به كار می رود . انتخاب یك روش نمایش ، تنها قسمتی از راه تبدیل داده های خام به شكل مناسب برای پردازش بعدی رایانه ای است . توصیف ، كه انتخاب ویژگی نیز خوانده می شود ، به استخراج ویژگی هایی كه مقداری از اطلاعات كمی مورد نظر را به ما می دهند یا برای تشخیص گروهی از اشیاء از گروه دیگر ، اساسی هستنند ، می پردازد . مرحله آخر شكل 1-1 شامل تشخیص و تعبیر است . تشخیص فرایندی است كه بر اساس اطلاعات حاصل از توصیف گرها یك برچسب را به یك شی منتسب می كند . تعبیرشامل انتساب معنا به یك مجموعه از اشیاء تشخیص داده شده است . دانش به شكل پایگاه داده دانش در درون سامانه پردازش تصویر ، ذخیره می شود . این دانش ممكن است ، تنها دانستن محل نواحی دارای جزئیات مورد علاقه باشد . بنابراین جستجوی مورد نیاز برای آن اطلاعات محدود می شود . پایگاه دانش ممكن است كاملاً پیچیده باشد ، نظیر فهرست به هم مرتبط تمام نقایص اصلی ممكن در یك مساله بازرسی مواد یا یك پایگاه داده تصویری كه حاوی تصاویر ماهواره ای تفكیك بالا از یك منطقه در ارتباط با كاربرد های آشكارسازی تغییر باشد . پایگاه دانش علاوه بر هدایت عمل هر واحد پردازش ، بر تعامل بین واحد ها نیز نظارت می كند . این نمودار نشان می دهد كه ارتباط بین واحد های پردازش اغلب براساس دانش قبلی در مورد نتیجه پردازش است . این پایگاه دانش نه تنها عمل هر واحد را هدایت می كند ، بلكه به عملیات بازخورد بین واحد ها نیز كمك می كند.