Отчет о проделанной работе и планах на будущееx

Отчет о проделанной работе и планах на будущее
Что сделано:
1) Была расширена базу данных до 100 человек. Для каждого человека было сделано 5
снимков. 3 из них использовалось для заполнение базы биометрическими параметрами, а
четвертый снимок – контрольный (подающийся на вход при идентификации);
Кроме этого сделала снимки 2-х человек ранее участвовавших в эксперименте (разница во
времени около 9-10 месяцев) с целью посмотреть следующий момент: изменяются ли
биометрические параметры на протяжении времени и можем ли мы использовать старые
фотографии для идентификации?
Конечно, это далеко не показательно, однако идентификация прошла успешно и мы можем
сделать вывод о том, что в течении данного промежутка времени (10 месяцев) можем не
беспокоиться об обновлении фотографий в базе данных.
2) Была изучена бакалаврская работа Картавцева Александра для выбора более подходящего
метода обработки изображения. Посмотрев исследования, приняла решение реализовать
адаптивный пороговый метод обработки изображения;
Написала новый класс, реализующий данный метод обработки изображения.
3) Было добавлено 3 новых биометрических параметра (расстояние между большим и
средним, указательным и безымянным пальцами) в надежде улучшить качество
распознавания;
Внятные результаты еще не получила.
4) Проведено сравнение 2-х биометрических систем (из 15 и 17 параметров) на качество
распознавания.
Из полученных результатов можно сказать о превосходстве второй системы.
5) Были внесены изменения в Приложение
5.1 Добавлена возможность предобработки изображения;
При необходимости преобразования изображения (если на вход сразу подать цветное)
ставится галочка и перед вычислением всех биометрических параметров вызывается метод
производящий обработку изображения, а не как ранее, сразу выделялся контур, и
происходило вычисление параметров. Если галочка не стоит, то действия происходят как
бакалаврской.
5.2 Добавлена вкладка «Исследования»;
Было автоматизировано исследование. Здесь можно выбрать одну из 4-х метрик, задать
критическое значение, выбрать биометрические параметры и в результате получить
значение КЛД и КЛОД. Так же результат записывается в файл, где можно посмотреть: кто
именно не был идентифицирован, кто был принят за другого.
5.3 Добавлена возможность выбора желаемого набора биометрических параметров;
Здесь мы можем сами задавать набор биометрических параметров, интересующих нас в
конкретном исследовании. Таким образом, сможем сказать о значимости того или иного
параметра в системе и в следствии определить систему с оптимальным набором
параметров (чтобы не определять и хранить лишние параметры и качество распознавания
при этом не ухудшалось значительно).
5.4 Добавлена возможность автоматически заполнять базу данных;
На вкладке «Обновление Базы данных» можно задать объем базы и путь до папки с
фотографиями, нажать кнопку и данные будут обновлены (это пригождается, в случае если
предыдущая база была испорчена).
5.5 Добавлена возможность вывода данных (значений биометрических параметров) для
дальнейшего исследования.
Формируется файл, содержащий весь набор биометрический параметров (4 строки (так как
4 фотографии) для каждого человека).
В данный момент у работы следующая цель: необходимо улучшить качество
идентификации, получить систему с наименьшими значениями КЛД и КЛОД, используя
различные возможности.
Что планируется:
1) Довести до ума имеющееся приложение. Получить результаты исследования с
дополнительными параметрами и определить оптимальный набор параметров для
биометрической системы.
2) Решить задачу подбора оптимальных весов в абсолютной взвешенной метрике.
Есть уже практически реализованная идея. Тут я хотела с Вами посоветоваться, насколько
разумно так делать и можно ли вообще?
Суть идеи:
У нас есть 100 человек и для каждого 4 фотографии ладони, а, следовательно, 4 набора
биометрических параметров.
Пусть 𝑟𝑖𝑗𝑘 – значение биометрического параметра j-й ладони k-го человека. i=1…20
(биометрические параметры), j=1…4 (фото ладони одного и того же человека), k=1..100
(рассматриваемый человек).
В группе из 4-х фотографий 4-ую рассматриваем как эталонную.
Метрическая функция: 𝑆𝑗𝑘 = ∑20
𝑖=1( 𝑟𝑖𝑗𝑘 − 𝑟𝑖4𝑘 ) ∗ 𝑤𝑖 , 𝑤𝑖 - вес i-го параметра, j=1,2,3, k=1…100.
Нам необходимо минимизировать разницу 2-х метрических функций в рамках одного человека и
максимизировать разность в случае разных людей.
{
|𝑆𝑗𝑘 (𝑤) − 𝑆𝑙𝑘 | → 0, 𝑗 ≠ 𝑙, 𝑗, 𝑙 = 1,2,3
|𝑆𝑗𝑘 (𝑤) − 𝑆𝑙𝑞 | → ∞, 𝑗, 𝑙 = 1,2,3, 𝑘 ≠ 𝑞, 𝑘, 𝑞 = 1. .100
То есть, нам необходимо подобрать веса таким образом, чтобы разница между различными
людьми увеличивалась, а для одного и того же уменьшалась.
Планируется решить задачу линейной оптимизации:
Целевая функция: С=∑20
𝑖=1(( 𝑟𝑖𝑗𝑘 − 𝑟𝑖4𝑘 ) − (𝑟𝑖𝑙𝑘 − 𝑟𝑖4𝑞 )) ∗ 𝑤𝑖 → 𝑚𝑎𝑥
20
∑(( 𝑟𝑖1𝑘 − 𝑟𝑖4𝑘 ) − (𝑟𝑖2𝑘 − 𝑟𝑖4𝑞 )) ∗ 𝑤𝑖 → 0
𝑖=1
20
∑(( 𝑟𝑖1𝑘 − 𝑟𝑖4𝑘 ) − (𝑟𝑖3𝑘 − 𝑟𝑖4𝑞 )) ∗ 𝑤𝑖 → 0
𝑖=1
20
∑(( 𝑟𝑖2𝑘 − 𝑟𝑖4𝑘 ) − (𝑟𝑖3𝑘 − 𝑟𝑖4𝑞 )) ∗ 𝑤𝑖 → 0
𝑖=1
{
𝑤𝑖 > 0, 𝑖 = 1 … 20
Фиксируем k и для каждого человека находим оптимальное значение весов w. Получим
набор весов (100 или 400 штук). Можно найти среднее значение полученных весов.
Если найдем оптимальное значение весов, то возможно улучшим значения показателей
качества системы.
Планируется доделать это до конца (решить задачу оптимизации). Для этого использую
систему R
(данные уже подготовила, осталось непосредственно решить задачу
оптимизации). В качестве значений правого вектора используется вектор (50, 50, 50).
Скорее всего, поменяю эти значения, опираясь на значения метрической функции для
одного и того же человека.
3) Так же возникла идея при вычислении средних значений параметров, которые заносятся в
базу, использовать 4 фотографии, а не 3 (возможно это повысит качество системы).
4) В итоге я хочу получить биометрическую систему с оптимальным набором параметров и
оптимальным значением весов в метрической функции. Описать все попытки по
улучшению качества распознавания.
Александр Александрович, основательно заняться магистерской я смогу только с 13 по 26 декабря
(беру отпуск на 2 недели) и на новогодних каникулах, а сейчас, до отпуска, планировала
попытаться сдать остальные предметы. В декабре буду к Вам заходить в гости, консультироваться.
Напишите, пожалуйста, что Вы обо всем этом думаете.