Распознавание оттенка цветовой метки на основе нечёткой кластеризации

Рассматривается задача определения текущего положения пневматических исполнительных механизмов. Решение поставленной задачи достигается введением системы технического зрения, позволяющей на основе метода нечеткой кластеризации определять в режиме реального времени координаты центра цветовой метки, установленной на исполнительных механизмах мехатронного комплекса и позицию её смещения. Целью работы является повышение точности распознавания цветовой метки для прецизионного позиционирования исполнительных механизмов мехатронного комплекса и повышение быстродействия дефаззификатора за счет распараллеливания вычислительных процедур в нем. Интеллектуализация процесса распознавания цветового оттенка производится на основе нечёткой кластеризации. Сначала строится нечеткая модель, позволяющая в зависимости от входных параметров интенсивности цвета по каждому из каналов RGB и составляющей цветового тона выделять на изображении заданный цвет. Затем осуществляется бинаризация цветного изображения и подавление шумов. При моделировании нечеткой системы авторами были применены две модели дефаззификации: на основе метода центра тяжести и на основе отношения площадей. Модель, реализованная на основе метода отношения площадей, позволяет убрать зоны нечувствительности, которые присутствуют в модели центра тяжести. Метод на основе отношения площадей определяет принадлежность пикселей к заданному цветовому тону, и после этого расположение цветовой метки в кадре изображения определяется на основе определения центра тяжести распознанных пикселей цветовой метки. В последующем, при перемещении исполнительного механизма в продольном направлении, система технического зрения определяет расположение цветовой метки в новом кадре. Разность положений цветовой метки на исходном и текущем изображениях позволяет определить расстояние смещения цветовой метки. С целью исследования влияния шума на точность распознавания были использованы цифровые фильтры: медианный, Гауссовский, матричный и биноминальный. Анализ точности данных фильтров показал, что лучший результат получен при использовании Гауссовского фильтра. Оценка производилась на основе показателя сигнал-шум. Реализация математической модели распознавания цветовой метки выполнена в среде Matlab/Simulink. Экспериментальные исследования работоспособности системы технического зрения с предложенной нечёткой моделью кластеризации проводились на пневматическом мехатронном комплексе. В ходе экспериментов на корпусе цилиндра закреплялась цветовая метка, после чего цилиндр перемещался по направляющим в продольном направлении. В процессе перемещения выполнялась видеофиксация и распознавание изображений. Для определения точности распознавания цветовой метки рассчитаны коэффициенты PSNR и RMSE, которые составили 38,21 и 3,14 соответственно. Точность определения смещения на основе разработанной модели распознавания цветовых меток достигла 99,7%. Быстродействие дефаззификатора увеличилось до 590 нс

Распознавание оттенка цветовой метки на основе нечёткой кластеризации

In this article the task of determining the current position of pneumatic actuators is considered. The solution to the given task is achieved by using a technical vision system that allows to apply the fuzzy clustering method to determine in real time the center coordinates and the displacement position of a color label located on the mechatronic complex actuators. The objective of this work is to improve the accuracy of the moving actuator’s of mechatronic complex by improving the accuracy of the color label recognition. The intellectualization of process of the color shade recognition is based on fuzzy clustering. First, a fuzzy model is built, that allows depending on the input parameters of the color intensity for each of the RGB channels and the color tone component, to select a certain color in the image. After that, the color image is binarized and noise is suppressed. The authors used two defuzzification models during simulation a fuzzy system: one is based on the center of gravity method (CoG) and the other is based on the method of area ratio (MAR). The model is implemented based on the method of area ratio and allows to remove the dead zones that are present in the center of gravity model. The method of area ratio determines the location of the color label in the image frame. Subsequently, when the actuator is moved longitudinally, the vision system determines the location of the color label in the new frame. The color label position offset between the source and target images allows to determine the moved distance of the color label. In order to study  how noise affects recognition accuracy, the following digital filters were used: median, Gaussian, matrix and binomial. Analysis of the accuracy of these filters showed that the best result was obtained when using a Gaussian filter. The estimation was based on the signal-to-noise coefficient. The mathematical models of fuzzy clustering of color label recognition were simulated in the Matlab/Simulink environment. Experimental studies of technical vision system performance with the proposed fuzzy clustering model were carried out on a pneumatic mechatronic complex that performs processing, moving and storing of details. During the experiments, a color label was placed on the cylinder, after which the cylinder moved along the guides in the longitudinal direction. During the movement, video recording and image recognition were performed. To determine the accuracy of color label recognition, the PSNR and RMSE coefficients were calculated which were equal 38.21 and 3.14, respectively. The accuracy of determining the displacement based on the developed model for recognizing color labels was equal 99.7%. The defuzzifier speed has increased to 590 ns.Рассматривается задача определения текущего положения пневматических исполнительных механизмов. Решение поставленной задачи достигается введением системы технического зрения, позволяющей на основе метода нечеткой кластеризации определять в режиме реального времени координаты центра цветовой метки, установленной на исполнительных механизмах мехатронного комплекса и позицию её смещения. Целью работы является повышение точности распознавания цветовой метки для прецизионного позиционирования исполнительных механизмов мехатронного комплекса и повышение быстродействия дефаззификатора за счет распараллеливания вычислительных процедур в нем. Интеллектуализация процесса распознавания цветового оттенка производится на основе нечёткой кластеризации. Сначала строится нечеткая модель, позволяющая в зависимости от входных параметров интенсивности цвета по каждому из каналов RGB и составляющей цветового тона выделять на изображении заданный цвет. Затем осуществляется бинаризация цветного изображения и подавление шумов. При моделировании нечеткой системы авторами были применены две модели дефаззификации: на основе метода центра тяжести и на основе отношения площадей. Модель, реализованная на основе метода отношения площадей, позволяет убрать зоны нечувствительности, которые присутствуют в модели центра тяжести. Метод на основе отношения площадей определяет принадлежность пикселей к заданному цветовому тону, и после этого расположение цветовой метки в кадре изображения определяется на основе определения центра тяжести распознанных пикселей цветовой метки. В последующем, при перемещении исполнительного механизма в продольном направлении, система технического зрения определяет расположение цветовой метки в новом кадре. Разность положений цветовой метки на исходном и текущем изображениях позволяет определить расстояние смещения цветовой метки. С целью исследования влияния шума на точность распознавания были использованы цифровые фильтры: медианный, Гауссовский, матричный и биноминальный. Анализ точности данных фильтров показал, что лучший результат получен при использовании Гауссовского фильтра. Оценка производилась на основе показателя сигнал-шум. Реализация математической модели распознавания цветовой метки выполнена в среде Matlab/Simulink. Экспериментальные исследования работоспособности системы технического зрения с предложенной нечёткой моделью кластеризации проводились на пневматическом мехатронном комплексе. В ходе экспериментов на корпусе цилиндра закреплялась цветовая метка, после чего цилиндр перемещался по направляющим в продольном направлении. В процессе перемещения выполнялась видеофиксация и распознавание изображений. Для определения точности распознавания цветовой метки рассчитаны коэффициенты PSNR и RMSE, которые составили 38,21 и 3,14 соответственно. Точность определения смещения на основе разработанной модели распознавания цветовых меток достигла 99,7%. Быстродействие дефаззификатора увеличилось до 590 нс

Verificación de identidad de personas mediante sistemas biométricos para el control de acceso a una universidad

El presente documento es el resultado de la investigación realizada en la Pontificia Universidad Católica del Perú para la implementación de sistemas biométricos (lectores de huellas dactilares) como elementos de seguridad. Dada la problemática existente en la universidad (robos, plagios, amontonamiento de personas para ingresar, etc.), al implementar sistemas biométricos se estaría mejorando sustancialmente esta situación, pues aparte de tener un lugar más seguro y confiable, se estaría involucrando a la comunidad universitaria en el uso de tecnología de vanguardia. En el contenido del presente documento de investigación se abordará con mayor detalle los temas relacionados a los sistemas de seguridad empleados actualmente tanto en lugares públicos como privados, y la descripción y evaluación (costos y beneficios) de los sistemas biométricos más usados en el mundo. Habiendo hecho el análisis de costos y beneficios, se llega a la conclusión de que la implementación de sistemas biométricos basados en las huellas dactilares sería la opción óptima, tanto para mejorar la seguridad como para agilizar el ingreso al campus universitario.Tesi

Modelos de preclasificación biométrica

El objetivo del proyecto es estudiar alternativas para disminuir los “elevados tiempos de cálculo” necesarios en cada identificación. Este proyecto se encargará de establecer una metodología de preclasificación de los modelos existentes. Esta metodología pretende ser de ámbito general, aplicable para cualquier tipo de tecnología biométrica sin atender a la semántica de las características extraídas de la muestra biométrica. Este documento se estructura de la siguiente manera: En primera lugar se describen las motivaciones y objetivos del proyecto. Se continúa con un acercamiento al mundo biométrico y al reconocimiento de voz. Se prosigue con una revisión sobre el estado del arte del problema “elevados tiempos de cómputo”. En el siguiente capítulo se expone la metodología de trabajo desarrollada para conseguir los objetivos. En los tres capítulos siguientes se describirán la elección de la base de datos, la línea base y se concluirá con un análisis, evaluación y evolución de la solución adoptada. Se concluye la memoria con un apartado de conclusiones y futuras vías de investigación. Las últimas secciones del documento incluirán los diferentes anexos elaborados durante la creación del proyecto.Ingeniería Técnica en Sonido e Image

Investigation of iris recognition in the visible spectrum

mong the biometric systems that have been developed so far, iris recognition systems have emerged as being one of the most reliable. In iris recognition, most of the research was conducted on operation under near infrared illumination. For unconstrained scenarios of iris recognition systems, the iris images are captured under visible light spectrum and therefore incorporate various types of imperfections. In this thesis the merits of fusing information from various sources for improving the state of the art accuracies of colour iris recognition systems is evaluated. An investigation of how fundamentally different fusion strategies can increase the degree of choice available in achieving certain performance criteria is conducted. Initially, simple fusion mechanisms are employed to increase the accuracy of an iris recognition system and then more complex fusion architectures are elaborated to further enhance the biometric system’s accuracy. In particular, the design process of the iris recognition system with reduced constraints is carried out using three different fusion approaches: multi-algorithmic, texture and colour fusion and multiple classifier systems. In the first approach, one novel iris feature extraction methodology is proposed and a multi-algorithmic iris recognition system using score fusion, composed of 3 individual systems, is benchmarked. In the texture and colour fusion approach, the advantages of fusing information from the iris texture with data extracted from the eye colour are illustrated. Finally, the multiple classifier systems approach investigates how the robustness and practicability of an iris recognition system operating on visible spectrum images can be enhanced by training individual classifiers on different iris features. Besides the various fusion techniques explored, an iris segmentation algorithm is proposed and a methodology for finding which colour channels from a colour space reveal the most discriminant information from the iris texture is introduced. The contributions presented in this thesis indicate that iris recognition systems that operate on visible spectrum images can be designed to operate with an accuracy required by a particular application scenario. Also, the iris recognition systems developed in the present study are suitable for mobile and embedded implementations