pemanfaatan konsep atensi visual untuk mengukur kompleksitas citra dijital

39
PEMANFAATAN KONSEP ATENSI VISUAL UNTUK MENGUKUR KOMPLEKSITAS CITRA DIJITAL Disampaikan dalam Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 di Institut Teknologi Sepuluh November Setiawan Hadi, Asep Sholahuddin, Juli Rejito Universitas Padjadjaran

Upload: setiawan-hadi

Post on 12-Apr-2017

367 views

Category:

Software


0 download

TRANSCRIPT

PEMANFAATAN KONSEP ATENSI VISUAL UNTUK MENGUKUR

KOMPLEKSITAS CITRA DIJITAL

Disampaikan dalam Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 di Institut Teknologi Sepuluh November

Setiawan Hadi, Asep Sholahuddin, Juli Rejito

Universitas Padjadjaran

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Kompleksitas Citra DIjital

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Pengukuran Kompleksitas Citra Dijital

• Seberapa banyak perhatian/atensi diberikan untuk – Mendeteksi dan mengenal objek dalam citra – Membangun pemahaman maupun hubungan

antar objek (statis, dinamis) yang terkandung dalam citra

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Kompleksitas (Complexity)

• an arrangement of parts, so intricate as to be hard to understand or deal with (Webster, 1986)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Kompleksitas Citra Dijital

• Pengukuran kompleksitas citra dijital dilakukan untuk menyelesaikan permasalahan yang berkaitan dengan pemrosesan citra dijital antara lain : – ATR (Automated Target Recognizer) – Pattern recognition – Image retrieval – Image compression

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Ukuran Kompleksitas

• Kompleksitas Rendah (L)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Ukuran Kompleksitas

• Kompleksitas Medium (M)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Ukuran Kompleksitas

• Kompleksitas Tinggi (V)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Visual Attention • Sebuah proses dimana

– Otak manusia memutuskan bagian mana dari sebuah gambar yang dinilai penting dan perlu dijadikan fokus (perhatian)

– Otak manusia memutuskan bagian mana dari sebuah gambar yang bisa dihilangkan atau dijadikan bagian latar belakang

• Informasi yang memiliki tingkat pencahayaan rendah seringkali

intensitasnya ditingkatkan secara otomatis oleh otak untuk meyakinkan bahwa informasi yang diterima dapat diproses secara efektif.

• Apabila informasi latar belakang tidak difilter di otak, maka

seseorang akan mengalami kewalahan karena jumlah informasi visual yang dilihat mata begitu banyak

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Demo Video • Selective Attention Test (Simons & Chabris (1999)

– Hitunglah berapa kali pemain yang memakai kaus putih melempar bola

• Visual Awareness Test – Hitunglah berapa kali camar melemparkan ranting kayu

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Permasalahan ???

Proses penyaringan informasi yang terjadi di otak manusia dan bagaimana menentukan

bagian gambar yang dinilai penting (menarik perhatian) pada suatu saat, masih belum sepenuhnya difahami oleh para peneliti.

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Visual Attention

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Visual Attention

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Visual Attention

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

VA Merupakan Hal Yang Penting • Tanpa kemampuan menyaring informasi,

pekerjaan-pekerjaan seperti berkendaraan akan sulit dilakukan secara aman

• Dengan memberikan perhatian (otak) pada bagian-bagian yang detil, maka objek-objek seperti rambu lalu lintas dapat dikenali dengan diproses sehingga keadaan yang memiliki potensi membahayakan dapat dihindarkan

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Saliensi • Saliensi adalah upaya untuk menentukan region mana

dari sebuah gambar yang paling menyolok (conspicuous).

• Sebuah konsep yang mencoba menirukan persepsi visual manusia (bio-inspired concept)

• Ketika ada sebuah scene baru, – sebuah low-level process akan mendrive gerakan mata

(saccades) – otak berusaha mencari dan menentukan region mana yang

difokuskan oleh mata. • This calculation is performed by the regions V1-V4 of

the primary visual cortex.

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Diagram Proses Atensi Visual dan Analisis Citra Dijital

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Kategori Metode Atensi Visual

Bottom Up (Signal Driven)

Top Down (Task Driven)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Visual Attention Model

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Model Komputasi Atensi Visual

1. Itti 2. Le Meur 3. Bruce

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Model Komputasi Atensi Visual Itti

• A model of saliency-based visual attention for rapid scene analysis, 1998

• Karakteristik: – Pendekatan hirarkhis menggunakan dekomposisi

multi-resolusi dan penyaringan daerah sekitar yang terpusat

– Representasi terpusat melalui pembangunan peta saliensi global

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Model Komputasi Atensi Visual Le Meur

• A coherent computational approach to model bottom-up visual attention, 2006

• Karakteristik: – Peningkatan Itti – Dibangun dengan fitur dan peta conspicuity yang

lebih nyata (realistis tetapi lebih kompleks) – Skema penggabungan peta conspicuity yang

ditingkatkan kualitasnya

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Model Komputasi Atensi Visual Bruce

• Saliency, attention, and visual search: An Information theoretic approach, 2009

• Karakteristik: – Pendekatan alternatif berbasis teori informasi – Menggabungkan independent component analysis

(ICA) dengan pengukuran mandiri untuk memperkirakan saliensi dari setiap piksel citra

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Skema Komputasi Visual Attention

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Model Saliency

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Atensi Visual dan Kompleksitas Citra

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Atensi Visual dan Kompleksitas Citra

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Mengukur Kompleksitas Citra

• Seberapa sukar menjelaskan apa yang terkandung dalam citra dijital? (How hard is it to describe?)

• Seberapa sukar pembuatan citra tersebut? (How hard is it to create?)

• Bagaimana derajat pengorganisasian objek-objeknya, terstruktur, tidak terstruktur)? (What is its degree of organization?)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Menentukan Kompleksitas Citra Secara Dengan Melihat Karakteristik Internal Citra

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Pembangunan Peta Saliensi (GBVS-Graph

Based Visual Saliency)

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Indikator Kompleksitas

• VAC-Visual Attention Complexity

Saliency Maps

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Deteksi Region Atensi Visual Berdasarkan Tekstur dan Fitur Objek

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Deteksi Region Atensi Visual Berdasarkan Tekstur dan Fitur Objek

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Image Complexity based Visual Attention

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Database

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Kesimpulan dan Saran 1. Kompleksitas citra dijital merupakan topik

penelitian yang menantang 2. Dengan mengetahui nilai kompleksitas citra

maka dapat dilakukan proses lanjutan berupa pemilihan metode analisis atau interpretasi, metode kompresi dsb

3. Penelitian saat ini masih memerlukan pendalaman lebih lanjut untuk menentukan metode yang tepat untuk menentukan VAC

Konferensi Nasional Matematika XVII 11-14 Juni 2014 Institut Teknologi Sepuluh November

Referensi {1} Koortstra, G., Visual Attention and Active Vision : From Natural to Artificial

Systems, Rijksuniversiteit Groningen, 2010. [2] Bundesen, C., A Theory of Visual Attention, Psychological Review. 97 (4), pp.523-

547, 1998 [3] Frintrop, S., Rome, E., and Christensen, H., Computational Visual Attention

Systems and their Cognitive Foundations: A Survey, ACM Journal, 7 (1), 2010 [4] Itti, L., Koch, C., and Niebur., E., A Model of Saliency-based Visual Attention for

Rapid Scene Analysis, IEEE Trans. On PAMI, 20 (11), pp. 1254-1259, 1998 [5] Da Silva, M.P., Courboulay, V., and Estraillier, P., Image Complexity Measure on

Visual Attention, IEEE International Conference on Image Processing, 2011 [6] Filipe, S. and Alexandre, L.A., From the human visual system to the computational

models of visual attention: a survey, Artificial Intelligence Review, Springer, 2013 [7] Horvitz, E., Kadie, C., Paek, T., and Hovel, D., Models of Attention in Computing

and Communication: From Principles to Applications, Microsoft Research, 2013 [8] Itti, L. and Koch, C., Computational Modelling of Visual Attention, Nature

Macmillan Magazine, 2, March 2001 [9] Qianpei Mai, Visual Attention Complexity of Scene, L'Universite de Nantes

Polytech Nantes, 2013

PEMANFAATAN KONSEP ATENSI VISUAL UNTUK MENGUKUR

KOMPLEKSITAS CITRA DIJITAL

Setiawan Hadi, Asep Sholahuddin, Juli Rejito Universitas Padjadjaran