فصل اول
مقدمه

۴

مقدمه

سیستم‌های بازیابی تصاویر بر اساس محتوا (CBIR)^[2]، شامل مجموعه‌ای از روش‌ها می‌باشند که عمل بازیابی را برای تعیین تصاویر مورد نظر کاربر بر اساس مشخصه‌ های دیدنی سطح پایین مانند رنگ، بافت، شکل و یا مشخصه‌ های معنایی سطح بالا از پایگاه‌داده تصویر انجام می‌دهند. در این سیستم‌ها بازیابی تا حد بسیار بالایی به مشخصه‌ های دیدنی سطح پایین مربوط است. با توجه به این امر که کاربرد این سیستم‌ها امروزه به میزان گسترده‌ای در حال افزایش است، بنابراین نیاز به تکنیک‌هایی که بتوانند عمل بازیابی را به صورت هر چه دقیق‌تر انجام دهند ضروری به نظر می‌رسد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

از آنجا که دو مرحله اصلی در تمامی سیستم‌های CBIR، استخراج مشخصه‌ های دیدنی و اندازه‌گیری مشابهت می‌باشد، محققان برای بالا بردن دقت عمل بازیابی، امروزه روش‌های مختلفی در حوزهCBIR ، در جهت تعیین مشخصه‌ های کارآمد برای نمایش محتوای تصاویر و تکنیک‌های تطبیقی برای تعیین هر چه کارآمدتر میزان مشابهت بین تصاویر، ارائه نمودند.
انسان جهان واقعی را به صورت معنایی درک می‌کند اما سیستم‌هایCBIR ، تصاویر را بر اساس مشخصه‌ های سطح پایین مانند رنگ، بافت و شکل درک می‌نمایند . بنابراین بین درک سیستمی و درک انسان، فاصله‌ای وجود دارد که به آن “فاصله معنایی” گویند.
بنابراین یکی از مشکلات اساسی در سیستم‌های بازیابی تصویر بر اساس محتوا، فاصله معنایی بین درک سیستم و درک انسان می‌باشد، به‌طوری‌که هر چه روش‌های ارائه شده در سیستم‌های بازیابی بتوانند در تعیین بردار مشخصه‌ای و مشابهت بین تصاویر، این پارامتر را بیشتر کاهش دهند، روش‌های مناسب‌تری می‌باشند.
هر چند محققان امروزه تکنیک‌های مختلفی را بر مبنای مشخصه‌ های سطح پایین برای تعیین بردار ویژگی معنایی که بسیار نزدیک به ادراک انسانی است ارائه نموده‌اند، اما باز هم بردار حاصله در بسیاری از موارد فاصله معنایی زیادی با ادراک انسانی دارد]۱[.

برخی از کاربردهای سیستم‌های CBIR

کاربردهای سیستم‌های بازیابی تصویر، روز‌به‌روز در حال افزایش است و کاربردهای بسیار زیادی در این زمینه وجود دارد. در این قسمت به برخی از کاربردهای مهم آن اشاره می‌گردد.

جستجوی صفحات وب

اغلب کاربردهای CBIR جهت جستجوی صفحات وب است. تعدادی از موتورهای جستجو مانند: Yahoo Simplicity , Netra , Qbic و جستجوی تصاویر Google وجود دارند که جستجوی تصاویر را از صفحات وب ساده نموده‌اند.

اجرای قانون

CBIR کاربردهای گوناگونی در اجرای قانون و جلوگیری از وقوع جرایم دارد، مثل تشخیص اثر انگشت، تشخیص چهره، شناسایی ردپا و نظام‌های نظارتی . بسیاری از افراد از اینترنت برای فروش و به نمایش گذاشتن کالاهای غیر‌قانونی خود مثل مواد مخدر، قاچاق اسلحه و… استفاده می‌کنند. استفاده از CBIR می‌تواند کمک شایانی به شناسایی آن‌ها نمایند.

حرفه پزشکی

در حرفه و شغل پزشکی پایگاه‌داده‌ تصویر اشعه ایکس و تصاویر اسکن شده برای تشخیص و نظارت و مقاصد پژوهشی استفاده می‌شود.

معماری و طراحی مهندسی

در طراحی‌های معماری و مهندسی، پایگاه‌داده تصویر برای پروژه‌های طراحی، پروژه‌های به پایان رسیده، و قطعات و ماشین آلات وجود دارد.

مد ونشر

در چاپ و نشر و تبلیغات، روزنامه‌نگاران پایگاه‌داده‌ تصویر را برای رویدادها و فعالیت‌های مختلف مانند ورزش، ساختمان‌ها، شخصیت، رویدادهای ملی و بین‌المللی و تبلیغات محصول دارند.

تحقیقات تاریخی

در تحقیقات تاریخی، پایگاه‌داده تصویر در زمینه‌هایی مانند هنر، جامعه شناسی، و دارو وجود دارد.

سنجش از راه دور

کاربردهای سنجش از راه دور می‌توان به تحلیل تصاویر هوایی و ماهواره‌ای (برداشته شده از مناطق جغرافیایی) که در نقشه‌برداری، کشاورزی و هواشناسی مفید هستند می‌توان اشاره کرد.

برخی از کاربردهای دیگر

از کاربردهای مهم دیگر بازیابی تصاویر، می‌توان به کاربردهایی از قبیل کتابخانه‌های دیجیتالی، یا امور نظامی همانند تشخیص هواپیمای مهاجم، آرشیو موزه‌ها، مدیریت منابع طبیعی، پیش‌بینی هوا و … اشاره کرد.

اهداف تحقیق

بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده، یکی از شاخه‌های مهم CBIR می‌باشد که می‌تواند در کاربردهای نظامی مانند تشخیص هواپیمای مهاجم، بدست آوردن تصاویر مربوط به انواع مدل هواپیماهای جنگنده در زوایای گوناگون و … مفید باشد. تا آنجا که ما اطلاع داریم در این زمینه تحقیقی انجام نگرفته است (اگر هم تحقیقی صورت پذیرفته باشد، به دلیل محرمانه بودن، منتشر نشده است). بنابراین با توجه به کاربردی بودن این زمینه از بازیابی تصاویر در سامانه‌های دفاعی انجام این تحقیق ضروری به‌نظر می‌رسد. سیستم بازیابی پیشنهادی با بهره گرفتن از مدل سه‌بعدی هواپیماهای جنگنده و نگاشت‌های فضایی، قابلیت تشخیص تصاویر هواپیماهای مشابه در زوایای مختلف را فراهم ساخته است.
البته روش‌های به‌کار گرفته شده در این پژوهش را علاوه بر استفاده در کاربردهای نظامی، می‌توان برای کاربردهای مشابه دیگر مانند تشخیص مدل و نوع خودرو، تانک و زره‌پوش نیز به‌کار برد.

سوالات تحقیق

۱) آیا با وجود شباهت بسیاری از مدل هواپیماهای جنگنده امکان بازیابی تصاویر مشابه آن‎ها با دقتی مورد قبول وجود دارد؟
۲) اگر چند نمونه از مدل هواپیماهای جنگنده را عمداً بسیار مشابه هم انتخاب کنیم به‌طوری‌که تشخیص آن‌ها با چشم سخت باشد، آیا همچنان سیستم بازیابی ارائه شده کارا می‌باشد؟
۳) آیا روش ارائه شده‌ی استفاده از مدل سه‌بعدی برای پیدا کردن زوایای مختلف هواپیماهای جنگنده مناسب است؟
۴) آیا روش‌های استخراج ویژگی ارائه شده، از نظر دقت و سرعت بازیابی روش‌های مناسبی هستند؟ مناسب‎ترین روش کدام است؟
۵) کدام مدل از هواپیماهای جنگنده موجود در پایگاه‌داده دقت بازیابی را بیشتر تحت تأثیر قرار می‌دهند؟

نتایج تحقیق

در این تحقیق، روش‌هایی کارآمد برای تعیین مشابهت بین تصاویر انواع مدل‌های مختلف هواپیماهای جنگنده بر اساس محتوا با بهره گرفتن از مدل سه‌بعدی ارائه شده است. موارد زیر از نکات قابل توجه در انجام این تحقیق محسوب می‌شوند:
۱) تا آنجاکه ما اطلاع داریم این تحقیق برای اولین بار انجام شده است.
۲) استفاده از مدل سه‌بعدی در سیستم‌های بازیابی که هم پایگاه‌داده و هم پرس‌و‌جو تصویری دو‌بعدی باشد برای اولین بار ارائه شده است.
۳) اکثر ایده‌های این تحقیق مانند استفاده از مدل سه‌بعدی، نحوه همتراز کردن نماها، روش‌های کاهش نماهای مرجع و … جدید می‌باشد.
۴) روش استفاده از مساحت ناحیه ناهمپوشان ایده‌ای ابتکاری برای استخراج ویژگی و تطبیق نماها می‌باشد.
۵) تا آنجا که ما جستجو کردیم پایگاه‌داده‌ای که شامل انواع تصاویر هواپیماهای جنگنده باشد وجود نداشت، بنابراین ایجاد پایگاه‌داده مناسب در این زمینه یکی دیگر از موارد قابل توجه این تحقیق محسوب می‌شود.
۶) ارائه سه روش استخراج ویژگی و بدست آوردن دقت‌های قابل قبول با توجه به قرار داشتن تصویر بسیار مشابه در پایگاه‌داده نتیجه‌ای امیدبخش می‌باشد.

ساختار پایان‌نامه

ساختار پایان‌نامه به شرح زیر است:
در فصل دوم مختصری از تاریخچه سیستم‌های بازیابی تصاویر و نیز وظایف سیستم‌های بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده آورده شده است. در فصل سوم به بررسی برخی کارها که در زمینه بازیابی مدل‌های سه بعدی و بازیابی تصاویر انجام شده است پرداخته شده است. فصل چهارم به معرفی راهکارهای پیشنهادی این پایان‌نامه برای سیستم بازیابی تصاویر هواپیماهای جنگنده پرداخته است. و آخرین فصل نتایج الگوریتم‌های مورد نظر را با هم مقایسه کرده و برخی از کارهای پیشنهادی برای آیندگان را ارائه داده است.