Распознавание лиц Виолы-Джонса утверждает характеристики 180к


я осуществлял адаптацию алгоритм обнаружения лица Виолы-Джонса. Этот метод основан на размещении подкадра размером 24x24 пикселя внутри изображения и последующем размещении прямоугольных объектов внутри него в каждом положении с любым возможным размером.

эти функции могут состоять из двух, трех или четырех прямоугольников. Ниже приведен пример.

Они утверждают, что исчерпывающий набор составляет более 180k (раздел 2):

учитывая, что базовое разрешение детектора составляет 24x24, исчерпывающий набор функций прямоугольника довольно большой, более 180 000 . Обратите внимание, что в отличие от базиса Хаара, набор прямоугольников особенности является чрезмерным.

следующие утверждения явно не изложены в статье, поэтому они являются предположениями с моей стороны:

  1. есть только 2 функции с двумя прямоугольниками, 2 функции с тремя прямоугольниками и 1 функция с четырьмя прямоугольниками. Логика этого заключается в том, что мы наблюдаем разница между выделенными прямоугольниками, явно не цвет или яркость или что-нибудь в этом роде.
  2. мы не можем определить тип объекта A как блок пикселей 1x1; он должен быть не менее 1x2 пикселей. Кроме того, тип D должен быть не менее 2x2 пикселей, и это правило выполняется соответственно для других объектов.
  3. мы не можем определить тип объекта A как блок пикселей 1x3, поскольку средний пиксель не может быть секционированный и вычитающий его из себя идентичен блоку пикселей 1x2; этот тип объекта определяется только для четных Ширин. Кроме того, ширина объекта типа C должна быть кратна 3, и это правило выполняется соответственно для других объектов.
  4. мы не можем определить функцию с шириной и/или высотой 0. Поэтому мы повторяем x и y до 24 минус размер.

основываясь на этих предположениях, я считала полный набор:

const int frameSize = 24;
const int features = 5;
// All five feature types:
const int feature[features][2] = {{2,1}, {1,2}, {3,1}, {1,3}, {2,2}};

int count = 0;
// Each feature:
for (int i = 0; i < features; i++) {
    int sizeX = feature[i][0];
    int sizeY = feature[i][1];
    // Each position:
    for (int x = 0; x <= frameSize-sizeX; x++) {
        for (int y = 0; y <= frameSize-sizeY; y++) {
            // Each size fitting within the frameSize:
            for (int width = sizeX; width <= frameSize-x; width+=sizeX) {
                for (int height = sizeY; height <= frameSize-y; height+=sizeY) {
                    count++;
                }
            }
        }
    }
}

результат 162,336.

единственный способ, который я нашел, чтобы приблизиться к" более чем 180,000 " Viola & Jones говорят, это отбросить предположение №4 и ввести ошибки в код. Это включает в себя изменение четырех строк соответственно:

for (int width = 0; width < frameSize-x; width+=sizeX)
for (int height = 0; height < frameSize-y; height+=sizeY)

результат 180,625. (Отметим, что это будет эффективно предотвращать возможности не касаясь правой и/или нижней части подрамник.)

теперь конечно вопрос: допустили ли они ошибку в своей реализации? Имеет ли смысл рассматривать объекты с нулевой поверхностью? Или я вижу это неправильно?

5 72

5 ответов:

при ближайшем рассмотрении ваш код выглядит правильным для меня; что заставляет задуматься, были ли у оригинальных авторов ошибка off-by-one. Я думаю, кто-то должен посмотреть, как OpenCV реализует его!

тем не менее, одно предложение, чтобы сделать его легче понять, чтобы перевернуть порядок на петли, перейдя сначала по всем размерам, а затем зацикливаясь на возможных местах с учетом размера:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i, x, y, sizeX, sizeY, width, height, count, c;

    /* All five shape types */
    const int features = 5;
    const int feature[][2] = {{2,1}, {1,2}, {3,1}, {1,3}, {2,2}};
    const int frameSize = 24;

    count = 0;
    /* Each shape */
    for (i = 0; i < features; i++) {
        sizeX = feature[i][0];
        sizeY = feature[i][1];
        printf("%dx%d shapes:\n", sizeX, sizeY);

        /* each size (multiples of basic shapes) */
        for (width = sizeX; width <= frameSize; width+=sizeX) {
            for (height = sizeY; height <= frameSize; height+=sizeY) {
                printf("\tsize: %dx%d => ", width, height);
                c=count;

                /* each possible position given size */
                for (x = 0; x <= frameSize-width; x++) {
                    for (y = 0; y <= frameSize-height; y++) {
                        count++;
                    }
                }
                printf("count: %d\n", count-c);
            }
        }
    }
    printf("%d\n", count);

    return 0;
}

С теми же результатами, как и предыдущий 162336


чтобы проверить это, я проверил случай окна 4x4 и вручную проверил все случаи (легко подсчитать, так как формы 1x2/2x1 и 1x3/3x1 одинаковы только на 90 градусов):

2x1 shapes:
        size: 2x1 => count: 12
        size: 2x2 => count: 9
        size: 2x3 => count: 6
        size: 2x4 => count: 3
        size: 4x1 => count: 4
        size: 4x2 => count: 3
        size: 4x3 => count: 2
        size: 4x4 => count: 1
1x2 shapes:
        size: 1x2 => count: 12             +-----------------------+
        size: 1x4 => count: 4              |     |     |     |     |
        size: 2x2 => count: 9              |     |     |     |     |
        size: 2x4 => count: 3              +-----+-----+-----+-----+
        size: 3x2 => count: 6              |     |     |     |     |
        size: 3x4 => count: 2              |     |     |     |     |
        size: 4x2 => count: 3              +-----+-----+-----+-----+
        size: 4x4 => count: 1              |     |     |     |     |
3x1 shapes:                                |     |     |     |     |
        size: 3x1 => count: 8              +-----+-----+-----+-----+
        size: 3x2 => count: 6              |     |     |     |     |
        size: 3x3 => count: 4              |     |     |     |     |
        size: 3x4 => count: 2              +-----------------------+
1x3 shapes:
        size: 1x3 => count: 8                  Total Count = 136
        size: 2x3 => count: 6
        size: 3x3 => count: 4
        size: 4x3 => count: 2
2x2 shapes:
        size: 2x2 => count: 9
        size: 2x4 => count: 3
        size: 4x2 => count: 3
        size: 4x4 => count: 1

все. В бумагах Виолы и Джонса все еще есть некоторая путаница.

в их статье CVPR'01 четко указано, что

"в частности, мы используем три виды функций. Значение функция двух прямоугольников разница между суммой пиксели в пределах двух прямоугольных областей. Регионы имеют одинаковый размер и форма и горизонтально или вертикально (см. рис. 1). функция с тремя прямоугольниками вычисляет сумму в пределах двух снаружи прямоугольники вычитаются из суммы в центральный прямоугольник. Наконец-то a четырехугольник функция".

в статье IJCV'04 говорится то же самое. так что в целом, 4 функции. Но как ни странно, на этот раз они заявили, что исчерпывающий набор функций-45396! Это, кажется, не окончательный вариант.Вот И Я предположим, что там были введены некоторые дополнительные ограничения, такие как min_width, min_height, отношение ширины/высоты и даже положение.

обратите внимание, что оба документа можно загрузить по его веб-страницы.

не прочитав всю статью, формулировка вашей цитаты торчит у меня

учитывая, что базовое разрешение детектор 24x24, исчерпывающий набор из прямоугольных объектов довольно большой, более 180 000 . Обратите внимание, что в отличие от Базис Хаара, множество прямоугольников особенности является чрезмерным.

" набор функций прямоугольника является чрезмерно сложным" "Полный набор"

Это звучит для меня как настройка, где я ожидаю бумагу писатель, чтобы продолжить объяснение того, как они отбирают пространство поиска до более эффективного набора, например, избавляясь от тривиальных случаев, таких как прямоугольники с нулевой площадью поверхности.

edit: или используя какой-то алгоритм машинного обучения, как абстрактные намеки. Исчерпывающий набор подразумевает все возможности, а не только "разумные".

нет никакой гарантии, что любой автор любой статьи прав во всех своих предположениях и выводах. Если вы считаете, что предположение №4 справедливо, то сохраните это предположение и попробуйте свою теорию. Вы можете быть более успешными, чем оригинальные авторы.

довольно хорошее наблюдение, но они могут неявно обнулить кадр 24x24 или "переполнить" и начать использовать первые пиксели, когда он выходит за пределы, как при вращательных сдвигах, или, как сказал Бретон, они могут рассматривать некоторые функции как "тривиальные функции", а затем отбросить их с помощью AdaBoost.

кроме того, я написал Python и Matlab версии вашего кода, чтобы я мог проверить код сам (легче отлаживать и следовать за мной), и поэтому я публикую их здесь, Если кто-нибудь найдет их полезными некогда.

Python:

frameSize = 24;
features = 5;
# All five feature types:
feature = [[2,1], [1,2], [3,1], [1,3], [2,2]]

count = 0;
# Each feature:
for i in range(features):
    sizeX = feature[i][0]
    sizeY = feature[i][1]
    # Each position:
    for x in range(frameSize-sizeX+1):
        for y in range(frameSize-sizeY+1):
            # Each size fitting within the frameSize:
            for width in range(sizeX,frameSize-x+1,sizeX):
                for height in range(sizeY,frameSize-y+1,sizeY):
                    count=count+1
print (count)

Matlab:

frameSize = 24;
features = 5;
% All five feature types:
feature = [[2,1]; [1,2]; [3,1]; [1,3]; [2,2]];

count = 0;
% Each feature:
for ii = 1:features
    sizeX = feature(ii,1);
    sizeY = feature(ii,2);
    % Each position:
    for x = 0:frameSize-sizeX
        for y = 0:frameSize-sizeY
            % Each size fitting within the frameSize:
            for width = sizeX:sizeX:frameSize-x
                for height = sizeY:sizeY:frameSize-y
                    count=count+1;
                end
            end
        end
    end
end

display(count)