nhan dang bien so xe

Sinh viên thực hiện Hồ Xuân Hiền... Thông th ng giá trmàu này d a trên các không gian màu color space trong đó không gian màuự thườngđượ dùng là RGB tc ương ng v i ba kênh màu đ Red –

M C L C Ụ Ụ

M C L C 1 Ụ Ụ

DANH M C HÌNH VẼ Ụ 5

DANH M C B NG BI U Ụ Ả Ể 7

DANH M C CÁC T VI T T T Ụ Ừ Ế Ắ 8

L I C M N Ờ Ả Ơ 9

L I M Đ U Ờ Ở Ầ 10

CH ƯƠ NG I: GI I THI U V Đ TÀI Ớ Ệ Ề Ề 11

1.1 Lý do chon đ tài: ề 11

1.2 L ch s nghiên c u: ị ử ứ 11

1.3 M c đích nghiên c u, đ i t ụ ứ ố ượ ng và ph m vi nghiên c u c a ạ ứ ủ đ án: ồ 12

1.3.1 M c đích nghiên c u: ụ ứ 12

1.3.2 Đ i t ố ượ ng nghiên c u ứ : 12

1.3.3 Ph m vi nghiên c u ạ ứ : 12

CH ƯƠ NG II: T NG QUAN V H TH NG X LÝ NH Ổ Ề Ệ Ố Ử Ả 14

2.1 T ng quan v x lý nh: ổ ề ử ả 14

2.1.1 M t s khái ni m và các v n đ c b n trong x lý nh ộ ố ệ ấ ề ơ ả ử ả 15

2.1.1.1 M t s khái ni m c b n: ộ ố ệ ơ ả 15

2.1.1.2 Bi u di n nh: ể ễ ả 17

2.1.1.5 Phân tích nh: ả 18

2.2 Thu nh n nh: ậ ả 19

2.2.1 Các thi t b thu nh n nh: ế ị ậ ả 19

2.2.1.1 Lý thuy t v camera: ế ề 19

2.2.1.2 B c m bi n nh: ộ ả ế ả 20

2.2.2 H t a đ màu: ệ ọ ộ 22

2.2.2.1 Khái ni m: ệ 22

2.2.2.2 Bi n đ i h t a đ màu: ế ổ ệ ọ ộ 23

2.2.3 L y m u và l ấ ẫ ượ ng t hóa: ử 23

2.2.3.1 Gi i thi u: ớ ệ 23

2.2.3.2 L y M u: ấ ẫ 23

2.2.3.3 L ượ ng t hóa: ử 25

2.2.4 M t s ph ộ ố ươ ng pháp bi u di n nh: ể ễ ả 26

2.2.4.1 Bi u di n mã lo t dài: ể ễ ạ 26

2.2.4.2 Bi u di n mã xích: ể ễ 27

2.2.4.3 Bi u di n mã t phân: ể ễ ứ 27

2.2.5 Các đ nh d ng nh c b n: ị ạ ả ơ ả 28

2.2.5.1 Khái ni m chung: ệ 28

2.2.5.2 Quy trình đ c m t t p nh: ọ ộ ệ ả 28

2.2.6 Khái ni m nh đen tr ng và nh màu: ệ ả ắ ả 29

2.2.6.1 Ả nh đen tr ng: ắ 30

2.2.6.2 Ả nh màu: 30

2.3 Các ph ươ ng pháp phát hi n nh: ệ ả 31

2.3.1 Gi i thi u biên và kỹ thu t phát hi n biên ớ ệ ậ ệ 31

2.3.1.1 M t s khái ni m: ộ ố ệ 31

2.3.1.2 Phân lo i các kỹ thu t phát hi n biên: ạ ậ ệ 32

2.3.2 Ph ươ ng pháp phát hi n biên c c b ệ ụ ộ: 33

2.3.2.1 Ph ươ ng pháp Gradient: 33

2.3.2.2 Kỹ thu t Laplace: ậ 34

2.3.2.3 M t s ph ộ ố ươ ng pháp khác: 34

2.4 Phân vùng nh: ả 34

2.4.1 Gi i thi u: ớ ệ 34

2.4.2 Phân vùng nh theo ng ả ưỡ ng biên đ ộ: 35

2.4.3 Phân vùng nh theo mi n đ ng nh t ả ề ồ ấ : 36

2.4.3.1 Ph ươ ng pháp tách cây t phân: ứ 36

2.4.3.2 Ph ươ ng pháp c c b : ụ ộ 38

2.4.3.3 Ph ươ ng pháp t ng h p: ổ ợ 39

2.4.3.1 Ph ươ ng pháp c u trúc: ấ 39

2.4.4.2 Ti p c n theo tính k t c u: ế ậ ế ấ 40

2.5 Nh n d ng nh: ậ ạ ả 40

2.5.1 Gi i thi u: ớ ệ 40

2.5.2 Khái ni m nh n d ng: ệ ậ ạ 41

2.5.3 Mô hình và b n ch t c a quá trình nh n d ng ả ấ ủ ậ ạ : 41

2.5.3.1 Mô hình: 41

2.5.3.2 B n ch t c a quá trình nh n d ng: ả ấ ủ ậ ạ 42

2.5.4 Nh n d ng theo c u trúc ậ ạ ấ : 44

2.5.4.1 Bi u di n đ nh tính: ể ễ ị 44

2.5.4.2 Ph ươ ng pháp nh n d ng theo c u trúc: ậ ạ ấ 46

2.5.5 Nh n d ng d a theo m ng N ron: ậ ạ ự ạ ơ 46

2.5.5.1 Gi i thi u m ng n ron ớ ệ ạ ơ : 46

2.5.5.2 N ron sinh h c và N ron Nhân t o: ơ ọ ơ ạ 48

2.5.5.2.2 C u trúc n ron nhân t o ấ ơ ạ : 50

CH ƯƠ NG III: T NG QUAN V H TH NG NH N D NG BI N S XE Ổ Ề Ệ Ố Ậ Ạ Ể Ố MÁY 52

3.1 Khái quát chung v h th ng nh n d ng bi n s xe máy: ề ệ ố ậ ạ ể ố 52

3.2 Ch p hình b ng camera: ụ ằ 53

3.3 Tách bi n s : ể ố 55

3.3.1 T ng quan v tách bi n s : ổ ề ể ố 55

3.3.2 Tìm vùng màu tr ng: ắ 57

3.3.3 Xác đ nh vùng ch a bi n s ị ứ ể ố: 58

3.3.4 C t vùng ch a bi n s : ắ ứ ể ố 59

3.3.5 Tìm góc nghiêng và xoay: 60

3.3.5.1 Bi n đ i Radon: ế ổ 60

3.3.5.1.1 T ng quan v bi n đ i Radon: ổ ề ế ổ 60

3.3.5.1.2 Các b ướ c th c hi n ự ệ : 61

3.3.5.2 Tìm góc nghiêng và xoay: 62

3.3.6 C t bi n s chính xác ắ ể ố : 64

3.4 Phân đo n ký t : ạ ự 64

3.4.1 T ng quan v phân đo n ký t ổ ề ạ ự: 64

3.4.2 Nh phân bi n s xe ị ể ố : 65

3.4.3 Chu n hóa bi n s ẩ ể ố: 65

3.4.4 Phân đo n ký t ạ ự: 66

3.4.4.2 Ch ươ ng trình phân vùng t ng ký t ừ ự: 68

3.5 Nh n d ng ký t : ậ ạ ự 69

3.5.1 T ng quát nh n d ng ký t ổ ậ ạ ự: 69

3.5.2 L a ch n ph ự ọ ươ ng pháp: 69

3.5.2.1 Ph ươ ng pháp nh n d ng c đi n: ậ ạ ổ ể 69

3.5.2.2 Ph ươ ng pháp ng d ng m ng N ron: ứ ụ ạ ơ 70

3.5.3 Gi i thi u v m ng N ron ( neural networks): ớ ệ ề ạ ơ 70

3.5.3.1 Khái ni m v m ng N ron: ệ ề ạ ơ 70

3.5.3.2 Mô hình c a m t m ng n ron nhân t o ủ ộ ạ ơ ạ : 70

3.5.3.3 Thi t k 1 m ng N ron: ế ế ạ ơ 71

3.5.3.3.1 Thu th p d li u: ậ ữ ệ 71

3.5.3.3.2 Các b ướ c th c hi n ự ệ : 71

3.5.3.4 C s ký thuy t và gi i thu t cho hu n luy n m ng lan truy n ơ ở ế ả ậ ấ ệ ạ ề ng ượ c: 71 3.5.3.4.1 C u trúc m ng lan try n ng ấ ạ ề ượ : c 71

3.5.3.4.2 Hu n luy n m ng lan truy n ng ấ ệ ạ ề ượ c: 74

3.5.4 Ứ ng d ng m ng lan truy n ng ụ ạ ề ượ c vào nh n d ng ký t ậ ạ ự : 75

3.5.4.1 Thi t k m ng lan truy n ng ế ế ạ ề ượ c: 76

3.5.4.2 Quá trình nh n d ng ậ ạ : 76

3.5.4.3 Ph ươ ng pháp tăng kh năng t ng quát c a m ng: ả ổ ủ ạ 77

3.5.4.4 Hu n luy n m ng lan truy n ng ấ ệ ạ ề ượ c: 78

CH ƯƠ NG IV: K T QU MÔ PH NG CH Y B NG PH N M M Ế Ả Ỏ Ạ Ằ Ầ Ề 80

MATLAB VÀ CODE C A CH Ủ ƯƠ NG TRÌNH 80

4.1 K t qu mô ph ng ch y b ng ph n m m matlab: ế ả ỏ ạ ằ ầ ề 80

4.1.1 Giao di n gi i thi u c a ch ệ ớ ệ ủ ươ ng trình: 80

4.1.2 Giao di n chính c a ch ệ ủ ươ ng trình: 80

4.1.3 H ướ ng d n s d ng ch ẫ ử ụ ươ ng trình: 81

4.1.3.1 Test b ng nh trong th vi n: ằ ả ư ệ 81

4.1.3.1 Test nh b ng camera: ả ằ 83

4.2 Code ch ươ ng trình: 84

4.2.1 Code hi n th giao di n c a ch ể ị ệ ủ ươ ng trình: 84

4.2.2 Code ch ươ ng trình chính: 84

4.2.2.1 Ch ươ ng trình test b ng camera: ằ 84

4.2.2.2 Ch ươ ng trình test b ng nh trong th vi n: ằ ả ư ệ 91

K T LU N Ế Ậ 94

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 95

DANH M C HÌNH VẼ Ụ

Hình 2.1: S đ t ng quát m t h th ng x lý nh ơ ồ ổ ộ ệ ố ử ả 14

Hình 2.1.1.1a: Hình nh th hi n m t đi m nh ả ể ệ ộ ể ả 15

Hình 2.1.1.1b: nh màu RGB ả 16

Hình 2.1.1.1c:: Hình nh đ ả ượ c chuy n sang m c xám ể ứ 16

Hình 2.1.1.1d: nh đ Ả ượ c nh phân ị 17

Hình 2.1.1.1e:: L ượ t đ m c xám c a nh xám t ồ ứ ủ ả ươ ng ng ứ 17

Hình 2.2.1.1: Hình nh CCD camera ả 19

Hình 2.2.1.2b: Hình nh màn hình video ả 21

Hình 2.2.1.2c: Hình nh máy tính ả 21

Hình 2.22.1: H t a đ RGB ệ ọ ộ 22

Hình 2.2.3.2c: Các d ng m u đi m nh ạ ẫ ể ả 25

Hình 2.2.3.3: Khuông l ượ ng t theo L m c xám ử ứ 26

Hình 2.2.4.2: H ướ ng các đi m biên và mã t ể ươ ng ng ứ A11070110764545432 27

Hình 2.2.6: Bi u di n m c xám c a nh s ể ễ ứ ủ ả ố 29

Hình 2.3.1.1: Đ ườ ng biên c a nh ủ ả 31

Hình 2.3.1.2: Các b ướ c x lý và phân tích nh ử ả 32

Hình 3.2.1: Tính đ o hàm theo Gradient ạ 33

Hình 2.4.2: L ượ c đ r n l ồ ắ ượ n và cách ch n ng ọ ưỡ 36 ng Hình 2.4.3.2: Khái ni m 4 liên thông và 8 liên thông ệ 38

Hình 2.5.3.1b: Mô hình c u trúc c a đ i t ấ ủ ố ượ ng nhà 42

Hình 2.5.3.2b: S đ t ng quát m t h th ng nh n d ng ơ ồ ổ ộ ệ ố ậ ạ 43

Hình 2.5.5.2.2a: Mô hình n ron nhân t o ơ ạ 50

Hình 3.1: S đ quá trình nh n d ng bi n s xe máy ơ ồ ậ ạ ể ố 52

Hình 3.2.1: Hình nh ch p t camera ả ụ ừ 53

Hình 3.2.2: S đi m nh (pixel) ố ể ả 54

Hình 3.3.1a: S đ t ng quát c a kh i tách bi n s ơ ồ ổ ủ ố ể ố 55

Hình 3.3.1b: S đ chi ti t c a kh i tách bi n s ơ ồ ế ủ ố ể ố 56

Hình 3.3.2a: nh t i và nh sáng Ả ố ả 57

Hình 3.3.2b: nh sau khi nh phân Ả ị 57

Hình 3.3.3a: Hình d ng bi n s khi b nghiêng ạ ể ố ị 58

Hình 3.3.3b: Bi n s sau khi nh phân ể ố ị 59

Hình 3.3.4a: Hình th hi n vùng nh c n tách ra v i biên an toàn ể ệ ả ầ ớ 59

Hình 3.3.4b: nh ch p ban đ u Ả ụ ầ 59

Hình 3.3.4c: nh sau khi c t thô Ả ắ 60

Hình 3.3.5.1.1a: Ph ươ ng pháp bi n đ i Radon ế ổ 60

Hình 3.3.5.1.1b: Hình chi u đ n gi n theo góc ế ơ ả θ 61

Hình 3.3.5.1.1c: Ph ươ ng pháp bi n đ i Radon d ế ổ ướ ạ i d ng hình h c ọ 61

Hình 3.3.5.1.2a: Bi n đ i nh v nh nh phân ế ổ ả ề ả ị 61

Hình 3.3.5.1.2b: Th c hi n bi n đ i Radon trên nh biên ự ệ ế ổ ả 62

Hình 3.3.5.2a: nh đ Ả ượ c tách biên biên nh phân ị 62

Hình 3.3.5.2b: nh bi n s sau khi xoay v ph Ả ể ố ề ươ ng th ng đ ng ẳ ứ 63

Hình 3.3.5.2c: Gi i thu t tìm góc nghiêng bi n s ả ậ ể ố 63

Hình 3.3.6: Bi n s sau khi c t hoàn ch nh ể ố ắ ỉ 64

Hình 3.4.1: S đ kh i phân đo n ký t ơ ồ ố ạ ự 64

Hình 3.4.2: nh sau khi đ Ả ượ c nh phân ị 65

Hình 3.4.3a: nh bi n s sau khi đ Ả ể ố ượ c chu n hóa ẩ 65

Hình 3.4.3b: Thu t gi i chu n hóa bi n s ậ ả ẩ ể ố 65

Hình 3.4.4a: T ng s các bít theo 1 hàng c a bi n s ổ ố ủ ể ố 66

Hình 3.4.4b: Hình th hi n thông s Min_area ể ệ ố 67

Hình 3.4.4c: Hình th hi n thông s Digit_width ể ệ ố 67

Hình 3.4.4d: Các ký t đ ự ượ ắ c c t kh i bi n s ỏ ể ố 67

Hình 3.4.4e: Gi i thu t phân vùng ký t ả ậ ự 68

Hình 3.5.3.1: Mô t toán h c t ng quát c a m ng N ron ả ọ ổ ủ ạ ơ 70

Hình 3.5.3.2a: N ron 1 ngõ vào ơ 71

Hình 3.5.3.2b: N ron nhi u ngõ vào ơ ề 71

Hình 3.5.3.4.1a: C u t o 1 n ron ấ ạ ơ 72

Hình 3.5.3.4.1b: Hàm truy n logsig ề 72

Hình 3.5.3.4.1c: Hàm truy n tansig ề 72

Hình 3.5.3.4.1d: Hàm truy n purelin (tuy n tính) ề ế 73

Hình 3.5.3.4.1e: C u trúc m ng 1 l p ấ ạ ớ 73

Hình 3.5.3.4.1f: C u trúc m ng 2 l p ấ ạ ớ 74

Hình 3.5.4.1: C u trúc m ng dùng đ nh n d ng ký t s ấ ạ ể ậ ạ ự ố 76

Hình 3.5.4.2: Hình minh h a ho t đ ng c a m ng trong nh n d ng ọ ạ ộ ủ ạ ậ ạ 77

Hình 3.5.4.3a: Tr ườ ng h p quá kh p ợ ớ 77

Hình 3.5.4.3b: Hàm x p x khi m ng ng ng h c s m ấ ỉ ạ ừ ọ ớ 78

Hình 3.5.4.4: Hàm l i khi ng ng h c s m đ hu n luy n m ng ỗ ừ ọ ớ ể ấ ệ ạ 79

Hình 4.1.1: Giao di n gi i thi u c a ch ệ ớ ệ ủ ươ ng trình ch y b ng matlab ạ ằ 80

Hình 4.1.2: Giao di n chính c a ch ệ ủ ươ ng trình ch y b ng matlab ạ ằ 80

Hình 4.1.3: H ướ ng d n b t giao di n chính ẫ ậ ệ 81

Hình 4.1.3.1a: H ướ ng d n ch n nh trong th vi n ẫ ọ ả ư ệ 81

Hình 4.1.3.1b: Ch n m t nh trong th vi n ọ ộ ả ư ệ 82

Hình 4.1.3.1c: K t qu nh n d ng ế ả ậ ạ 82

Hình 4.1.3.1d: K t qu khi xu t ra file Excel ế ả ấ 82

Hình 4.1.3.2a: Ch n camera ọ 83

Hình 4.1.3.2b: Ch n m camera ọ ở 83

Hình 4.1.3.2c: Ch n ch y đ nh n d ng bi n s ọ ạ ể ậ ạ ể ố 84

Hình 1.3.2d: K t qu xu t ra Excel ế ả ấ 84

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.5.4.1a: Các từ vựng cơ bản trong ngôn ngữ PLD 45

Bảng 2.5.4.1b Các phép toán bằng ngôn ngữ PLD 46

Bảng 2.5.5.2.1: So sánh khả năng làm việc của bộ não và máy tính 50

Bảng 2.5.5.2.2b: Các hàm truyền H(s) thường dùng 51

DANH M C CÁC T VI T T T Ụ Ừ Ế Ắ

th g i là card đ h aể ọ ồ ọSXGA Super Extended Graphics Array Đ phân gi i màn hìnhộ ả

NTSC National Television System Committee Ủy ban qu c gia v các hố ề ệ

nhả

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đónggóp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô và bạn bè

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Th.s Nguyễn Tường Thành, giảng

viên bộ môn kỹ thuật điện tử truyền thông khoa Kỹ thuật và công nghệ trường Đại họcQuy Nhơn, người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình em làm đồán

Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường Đại học Quy Nhơn nóichung và Khoa kỹ thuật và công nghệ nói riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về cácmôn đại cương cũng như các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyếtvững vàng và tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện,quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốtnghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!!

Sinh viên thực hiện

Hồ Xuân Hiền

L I M Đ U Ờ Ở Ầ

X lý và nh n d ngử ậ ạ nhả là m t lĩnh v c t lâu độ ự ừ ược nhi u ngề ười quan tâm

Nó đã đượ ức ng d ng vào nhi u lĩnh v c nh :ụ ề ự ư

-Trong y h c, c i thi n nh X-ọ ả ệ ả quang và nh n d ng đậ ạ ường biên m chạ máu

t nhừ ả ch p b ng tia X , ng d ng vào các xét nghi m lâm sang nh phát hi n vàụ ằ ứ ụ ệ ư ệ

-Trong các lĩnh v c công nghi p, ngự ệ ười máy ngày càng đóng vai trò quan

tr ng Chúng th c hi n các công vi c nguy hi m, đòi h i có t c đ và đ chínhọ ự ệ ệ ể ỏ ố ộ ộxác cao vượt quá kh năng con ngả ười Người máy sẽ tr nên tinh vi h n và thở ơ ịgiác máy tính đóng vai trò quan tr ng h n Ngọ ơ ười ta sẽ không ch đòi h i ngỉ ỏ ườimáy phát hi n và nh n d ng các b ph n công nghi p mà còn ph i “hi uệ ậ ạ ộ ậ ệ ả ể ” được

nh ng gì chúngữ “ th yấ ” và đ a ra hành đ ng phù h p X lý nh sẽ tác đ ng đ nư ộ ợ ử ả ộ ế

th giác c a máy tínhị ủ

-Ngoài ra, x lý và nh n d ng còn đử ậ ạ ượ ức ng d ng trong lĩnh v c khác ítụ ự

được nói đ n h n Công an giao thông thế ơ ường hay ch p nh trong môi trụ ả ườngkhông thu n l i, nh thậ ợ ả ường b nhòe nên c n đị ầ ượ ửc x lý và nh n d ng đ có thậ ạ ể ểnhìn th yấ bi n s xe.ể ố

Trong đ án t t nghi pồ ố ệ này em xin trình bày m t ộ đ tài ề là Nh n d ng, phân ậ ạ

lo i, x lý nh bi n s xe b ng ph n m m ạ ử ả ể ố ằ ầ ề

Em xin chân thành c m n ả ơ Th.s Nguy n Tễ ường Thành đã t n tình hậ ướng

d nẫ em trong su t th i gian làm đ án ố ờ ồ và quý th y cô khoa ầ Kỹ thu t và côngậngh trệ ường Đ i h c Quy Nh n ạ ọ ơ đã truy n d y nh ng ki n th c quý báu trongề ạ ữ ế ứ

chương trình đào t o đ i h c chính quyạ ạ ọ và giúp đ kinhỡ nghi m cho ệ đ án ồ hoànthành được thu n l i.ậ ợ

CH ƯƠ NG I : GI I THI U V Đ TÀI Ớ Ệ Ề Ề

1.1 Lý do chon đ tài ề :

Lĩnh v c x lí nh s , bao g m x lí, phân tích và nh n bi t t đ ng b ngự ử ả ố ồ ử ậ ế ự ộ ằmáy tính, đã và đang có s phát tri n m nh mẽ trong c lý thuy t và các ngự ể ạ ả ế ứ

d ng th cụ ự t X lí nh đế ử ả ượ ức ng d ng trong nhi u lĩnh v c quan tr ng nh :ụ ề ự ọ ư

vi n thông,ễ truy n thông, ch p nh y t , sinh h c, khoa h c v t li u, rô-b t, s nề ụ ả ế ọ ọ ậ ệ ố ả

xu t, các hấ ệ th ng c m bi n thông minh, t đ ng di u khi n, đ ho , in n…Số ả ế ự ộ ề ể ồ ạ ấ ựphát tri n m nhể ạ này có th để ược th y rõ qua s lấ ố ượng các bài báo, báo cáo khoa

h c v x lí nhọ ề ử ả hàng năm cũng nh qua s lư ố ượng các đ u sách vi t v x lí nhầ ế ề ử ả

s ố

Nh chúng ta đã bi t, ngày nay xe máy là phư ế ương ti n giao thông chính vàệ

số lượng ngày càng tăng Vì v y v n đ qu n lý giao thông, b o đ m an ninh, thuậ ấ ề ả ả ảphí giao thông…đòi h i và c n thi t có s h tr c a khoa h c kỹ thu t M tỏ ầ ế ự ỗ ợ ủ ọ ậ ộtrong nh ng s h tr đ y hi u qu đó là làm sao giúp nh ng ngữ ự ỗ ợ ầ ệ ả ữ ười qu n lýả

nh n d ngậ ạ bi n s xe để ố ược d dàng, nhanh chóng và thu n l i nh t.ễ ậ ợ ấ

Nh n d ng bi n s xe tr thành m t ng d ng h u ích, đậ ạ ể ố ở ộ ứ ụ ữ ược đ a vào trongư

nh ng lĩnh v c nh : qu n lí giao thông, ki m tra an ninh, thu phí giao thông,ữ ự ư ả ể

tr mạ gác c ng,ổ qu n lý các bãi gi xe m t cách t đ ng…Nó không ch giúpả ữ ộ ự ộ ỉ

nh ngữ người qu n lý cóả kh năng bao quát đả ượ ấ ảc t t c khách hàng, đ i tố ượngtheo dõi c aủ mình mà còn giúp ti t ki m th i gian làm vi c đáng k Ngoài ra v iế ệ ờ ệ ể ớ

phương pháp này sẽ giúp gi m đả ược nhi u ngề ười trông gi xe đ phân công hữ ể ọvào vi c khác.ệ

T nh ng lý do trên ừ ữ em quy t đ nh l a ch n đ tàiế ị ự ọ ề Nh n d ng, phân lo i, x ậ ạ ạ ử

lý nh bi n s xe b ng ph n m m ả ể ố ằ ầ ề

1.2 L ch s nghiên c u ị ử ứ :

Các phương pháp xử lý ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính: nâng cao chất lượngảnh và phân tích ảnh Ứng dụng đầu tiên được biết đến là nâng cao chất lượng ảnh báođược truyền qua cáp từ Luân đôn đến New York từ những năm 1920 Vấn đề nâng caochất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng và độ phân giải của ảnh Việc nâng

cao chất lượng ảnh được phát triển vào khoảng những năm 1955 Điều này có thể giảithích được vì sau thế chiến thứ hai, máy tính phát triển nhanh tạo điều kiện cho quátrình xử lý ảnh số thuận lợi Năm 1964, máy tính đã có kh năng x lý và nâng caoả ử

ch t lấ ượng nh t m t trăng và v tinh Ranger 7 cả ừ ặ ệ ủa Mỹ bao g m: làm n iồ ổ

đường biên, l u nh T năm 1964 đ n nay, các phư ả ừ ế ương ti nệ x lý, nâng cao ch tử ấ

lượng, nh n d ng nh phát tri n không ng ng Các phậ ạ ả ể ừ ươ pháp tri th c nhânng ứ

t o nh m ng n ron nhân t o, các thu t toán x lý hi n đ i vàạ ư ạ ơ ạ ậ ử ệ ạ c i ti n, các côngả ế

c nén nh ngày càng đụ ả ược áp d ng r ng rãi và thu nhi u k t quụ ộ ề ế ả kh quan.ả

Đ d tể ễ ưởng tượng, xét các bướ ầc c n thi t trong x lý nh Đ u tiên, nh tế ử ả ầ ả ựnhiên từ th gi i ngoài đế ớ ược thu nh n qua các thi t b thu (nh Camera, máyậ ế ị ư

ch pụ nh) Trả ước đây, nh thu qua Camera là các nh tả ả ương t (lo i Camera ngự ạ ố

ki uể CCIR) G n đây,ầ v i s phát tri n c a công ngh , nh màu ho c đen tr ngớ ự ể ủ ệ ả ặ ắ

đượ ấ ra t Camera, sau đó nó đc l y ừ ược chuy n tr c ti p thành nh s t o thu nể ự ế ả ố ạ ậ

l i cho x lýợ ử ti p theo (Máy nhế ả s hi n nay là m t thí d g n gũi) M t khác,ố ệ ộ ụ ầ ặ

ả ầ vào, máy tính có th nh n ra chính xác bi n s xe trên nh Nh n d ngể ậ ể ố ả ậ ạ

bi n s xeể ố tr thành m tở ộ ng d ng h u ích, đứ ụ ữ ược đ a vào trong nh ng lĩnh v cư ữ ự

nh : qu n líư ả giao thông, ki mể tra an ninh, thu phí giao thông, tr m gác c ng,ạ ổ

qu n lý các bãi giả ữ xe m t cách tộ ự đ ng.ộ

1.3.2 Đối tượng nghiên cứu:

Đây là m t trong nh ng ng d ng x lí nh nh n độ ữ ứ ụ ử ả ậ ược nhi u s quan tâmề ựnghiên c u v c hai m t lý thuy t và th c hi n chứ ề ả ặ ế ự ệ ương trình Đ tài c a emề ủ bao

g m cácồ quá trình x lí: phân vùng bi n s , tách các ký t , ử ể ố ự nh n bi t các kíậ ế t ,ự

ph n m m qu nầ ề ả lý c s d li u bi n s xe máy M c đích c a ph n m m qu nơ ở ữ ệ ể ố ụ ủ ầ ề ả

lý c s d li u bi n s xe máy là thu nh n chu i bi n s sau khi đã đơ ở ữ ệ ể ố ậ ỗ ể ố ược nh nậ

d ng, l u vào c s d li u đ ngạ ư ơ ở ữ ệ ể ười dùng d dàng qu n lý và theo dõi thông quaễ ả

các báo cáo chi ti t các lế ượt xe vào - ra M c đích c a ph n m m qu n lý c s dụ ủ ầ ề ả ơ ở ữ

li u là theo dõi s lệ ố ượt vào - ra, tính ti n l u bãi.ề ư

Do th i gian th c hi n đ tài không cho phép nên ngờ ự ệ ề ười th c hi n gi i h nự ệ ớ ạcác bi n s và đi u ki n nh sau:ể ố ề ệ ư

CH ƯƠ NG II : T NG QUAN V H TH NG X LÝ NH Ổ Ề Ệ Ố Ử Ả

2.1T ng quan v x lý nh: ổ ề ử ả

Ngày nay kỹ thu t x lí nh đã đậ ử ả ượ ức ng d ng r ng rãi r t nhi u lĩnh v c,ụ ộ ở ấ ề ựtrong s nả xu t cũng nh trong đ i s ng Ví d các h th ng x lí nh v tinh đấ ư ờ ố ụ ệ ố ử ả ệ ểphân tích không gian vũ tr , h th ng thăm dò đ a ch t, h th ng phân tích tụ ệ ố ị ấ ệ ố ếbào sinh h c và g n gũi nh t v i chúng ta là các ph n m m hi n th và x lí nhọ ầ ấ ớ ầ ề ể ị ử ảchuyên d ng nh Photoshop, ACD See…ụ ư

 Kh i phân tích nh ố ả : trước h t h th ng ti n hành bế ệ ố ế ước ti n x lý nh v iề ử ả ớ

m cụ đích tăng cường, c i thi n ch t lả ệ ấ ượng nh, làm n i các đ c tr ng c b nả ổ ặ ư ơ ả

c aủ nh hay làm cho nh g n gi ng nh t v i tr ng thái g c Sau đó, là quá trìnhả ả ầ ố ấ ớ ạ ốphân tích nh và trích ch n đ c tr ng c a nh ví d nh biên, đi m g p khúc,ả ọ ặ ư ủ ả ụ ư ể ấ

đi m k t thúc, đi m ch th p…ể ế ể ữ ậ

Nh n d ngậ ạnhả

nhả

Phân tíchnhả

L u trư ữ

 Kh i nh n d ng: ố ậ ạ d a vào các đ c tr ng đã thu nh n t quá trình phân tíchự ặ ư ậ ừ

a) Ph n t nh (Pixel – Picture Element) ầ ử ả :

nh trong th c t là m t nh liên t c v không gian và giá tr đ sáng Đ

ả Ở ầ bi t khái ni m pixel hay đ c p đ n trong các hệ ệ ề ậ ế ệ

th ng đ h a máy tính Đ tránhố ồ ọ ể nh m l n ta t m th i g i khái ni m pixel này làầ ẫ ạ ờ ọ ệpixel thi t b ế ị

Khái ni m pixel thi t b có th xem xét nh sau: khi ta quan sát màn hìnhệ ế ị ể ư(trong chế đ đ h a), màn hình không liên t c mà g m nhi u đi m nh , g i làộ ồ ọ ụ ồ ề ể ỏ ọpixel M iỗ pixel bao g m m t c p t a đ x, y và màu C p t a đ x, y t o nên đồ ộ ặ ọ ộ ặ ọ ộ ạ ộphân gi iả (resolution) Nh màn hình máy tính có nhi u đ phân gi i khác nhau,ư ề ộ ả

hi n t i phệ ạ ổ bi n là màn hình VGA có đ phân gi i 640x480 hay XSGA đ phânế ộ ả ộ

gi i 1024x768.ả

Hình 2.1.1.1a: Hình ảnh thể hiện một điểm ảnh b) nh màu Ả (Color Image):

nh màu ch a thông tin màu cho m i ph n t nh Thông th ng giá tr

màu này d a trên các không gian màu (color space) trong đó không gian màuự

thườngđượ dùng là RGB tc ương ng v i ba kênh màu đ (Red) – xanh lá câyứ ớ ỏ(Green) – xanh da tr i (Blue) Tùy thu c vào s bit, đờ ộ ố ượ ử ục s d ng đ lể ưư ữ tr màu

ta có s lố ượng màu khác nhau, ví d 8 bit, 16 bit, 24 bit (True Color) N u ta sụ ế ử

d ng nh h n 24 bit đụ ỏ ơ ể l u tr màu thì ta ph i có 1 b ng Palette màu, nó tư ữ ả ả ương

t nh m t b ng Lookupự ư ộ ả Table cho phép ánh x gi a m t v trí trong b ng v iạ ữ ộ ị ả ớ

m t t h p c a không gianộ ổ ợ ủ màu RGB Ví d nh s d ng 8 bit tụ ư ử ụ ương ng v i 256ứ ớmàu thì ta ph i có b ng ánhả ả x 256 màu đó tạ ương ng v i 256 t h p Red –ứ ớ ổ ợGreen – Blue

Hình 2.1.1.1b: ảnh màu RGB c) M c xám c a nh: ứ ủ ả

M c xám (Gray level) là k t qu s mã hóa tứ ế ả ự ương ng m t cứ ộ ường đ sángộ

c aủ m iỗ đi m nh v i m t giá tr s - k t qu c a quá trình lể ả ớ ộ ị ố ế ả ủ ượng t hóa nhử Ả

đa m cứ xám là nh có s chuy n d n m c xám t tr ng sang đen Th c t , m tả ự ể ầ ứ ừ ắ ự ế ộgiá tr m cị ứ xám chính là s t h p c a ba giá tr RGB (Red- Green – Blue) Thôngự ổ ợ ủ ị

thường m iỗ đi m nhể ả trong b c nh đa xám thứ ả ường được mã hóa 8 bit, tương

ng v i 256 m c

Hình 2.1.1.1c:: Hình ảnh được chuyển sang mức xám

d) nh nh phân: Ả ị

Ảnh nh phânị ch có 2 m c đen tr ng phân bi t t c ỉ ứ ắ ệ ứ là dùng 1 bit mô t 21ả

m c khác nhau Nói cách khác: m i đi m nh c a nh nh phân ch có th là 0ứ ỗ ể ả ủ ả ị ỉ ể

ho c 1.ặ

Hình 2.1.1.1d: Ảnh được nhị phân e) L ượ c đ m c xám ồ ứ :

Lược đ này (Hình ồ 2.1.1.1e) đ n gi n cho ta bi t t n su t xu t hi n c aơ ả ế ầ ấ ấ ệ ủ

m i đi m nhỗ ể ả ( pixel ) trong m t b c nh ng v i m c xám tộ ứ ả ứ ớ ứ ương ng Ví d ,ứ ụ

m t nh đa m cộ ả ứ xám s d ng 8 bit, có 256 m c xám t o t i 255 Lử ụ ứ ừ ớ ược đ m cồ ứxám sẽ có tr cụ hoành ch y t 0 t i 255 và tr c tung chính là t ng s đi m nh cóạ ừ ớ ụ ổ ố ể ả

m c xám tứ ươ ng Bi u đ này tuy đ n gi n nh ng có nhi u ng d ng trongngứ ể ồ ơ ả ư ề ứ ụ

các bài toán giãn độ tương ph n và phân ngả ưỡng nh ( bi n t nh m c xámả ế ừ ả ứsang nh nh phân)ả ị

Hình 2.1.1.1e:: Lượt đồ mức xám của ảnh xám tương ứng

2.1.1.2 Biểu diễn ảnh:

Trong bi u di n nh, ngể ễ ả ười ta thường dùng các ph n t đ c tr ng c a nhầ ử ặ ư ủ ả

là pixel Nhìn chung có th xem m t hàm hai bi n ch a thông tin nh bi u di nể ộ ế ứ ư ể ễ

m tộ nh Các mô hình bi u di n nh cho ta m t mô t logic hay đ nh lả ể ễ ả ộ ả ị ượng cáctính ch tấ c a hàm này Trong bi u di n nh c n chú ý t i đ c tính trung th c c aủ ể ễ ả ầ ớ ặ ự ủ

nh ho c

ả ặ các tiêu chu nẩ “thông minh” đ đo ch t lể ấ ượng c a nh ho c tính hi uủ ả ặ ệ

qu c a cácả ủ kỹ thu t x lý.ậ ử

M t s mô hình thộ ố ường được dùng đ bi u di n nh nh : mô hình toánể ể ễ ả ư

h c,ọ mô hình th ng kê,v.v Trong mô hình toán h c, nh hai chi u bi u di n nhố ọ ả ề ể ễ ờcác hàm hai bi nế tr c giao g i là hàm c s V i mô hình th ng kê, m t nh đự ọ ơ ở ớ ố ộ ả ượccoi nh m t ph n t c a m t t p h p đ c tr ng b i các đ i lư ộ ầ ử ủ ộ ậ ợ ặ ư ở ạ ượng nh : kỳ v ngư ọtoán h c, hi p bi n, phọ ệ ế ương sai và mômen

2.1.1.3 Tăng cường ảnh - Khôi phục ảnh :

Tăng cường nh là bả ước quan tr ng, t o ti n đ cho x lý nh Nó g m m tọ ạ ề ề ử ả ồ ộ

lo t các kỹ thu t nh : l c đ tạ ậ ư ọ ộ ương ph n, kh nhi u, n i màu…ả ử ễ ổ

Khôi ph c nhụ ả nh m lo i b các suy gi m trong nh.ằ ạ ỏ ả ả

2.1.1.4 Biến đổi ảnh :

Trong x lý nh do s đi m nh l n các tính toán nhi u (đ ph c t p tínhử ả ố ể ả ớ ề ộ ứ ạtoán cao) đòi h i dung lỏ ượng b nh l n, th i gian tính toán lâu Các phộ ớ ớ ờ ươngpháp khoa h c kinh đi n áp d ng cho x lý nh h u h t khó kh thi Ngọ ể ụ ử ả ầ ế ả ười ta sử

d ng các phép toán tụ ương đương ho c bi n đ i sang mi n x lý khác đ d tínhặ ế ổ ề ử ể ễ

toán Sau khi x lý d dàng h n đử ễ ơ ược th c hi n, dùng bi n đ i ngự ệ ế ổ ược đ đ a vể ư ề

mi n xác đ nh ban đ u, các bi n đ i thề ị ầ ế ổ ường g p trong x lý nh g m:ặ ử ả ồ

 Bi n đ i Fourier, Cosin, Sin ế ổ

 Bi n đ i (mô t ) nh b ng tích ch p, tích Kronecker ế ổ ả ả ằ ậ

 Các bi n đ i khác nh KL (Karhumen Loeve), Hadamard ế ổ ư

2.1.1.5 Phân tích ảnh :

Phân tích nh liên quan đ n vi c xác đ nh các đ đo đ nh lả ế ệ ị ộ ị ượng c a nh đủ ả ể

đ a ra m t mô t đ y đ v nh M t s kỹ thu t hay dùng là dò biên, dán nhãnư ộ ả ầ ủ ề ả ộ ố ậvùng liên thông, phân vùng nh…ả

2.1.1.6 Nh n d ng nh ậ ạ ả :

Nh n d ng là quá trình liên quan đ n các mô t đ i tậ ạ ế ả ố ượng mà người ta

mu nố đ c t nó.ặ ả Quá trình nh n d ng thậ ạ ường đi sau quá trình trích ch n các đ cọ ặtính chủ y u c a đ i tế ủ ố ượng Có hai ki u mô t đ i tể ả ố ượ :ng

 Mô t tham s (Nh n d ng theo tham s ) ả ố ậ ạ ố

 Mô t theo c u trúc (Nh n d ng theo c u trúc)ả ấ ậ ạ ấ

Trên th c t , ngự ế ười ta đã áp d ng kỹ thu t này đ nh n d ng khá thànhụ ậ ể ậ ạcông nhi uề đ i tố ượng khác nhau nh : nh n d ng vân tay, nhân d ng ch (chư ậ ạ ạ ữ ữcái, ch s cóữ ỗ d u…).ấ

2.2 Thu nh n nh: ậ ả

2.2.1 Các thiết bị thu nhận ảnh:

Hai thành ph n cho công đo n này là linh ki n nh y v i ph năng lầ ạ ệ ạ ớ ổ ượng

đi n t trệ ừ ường, lo i th nh t t o tín hi u đi n đ u ra t l v i m c năngạ ứ ấ ạ ệ ệ ở ầ ỷ ệ ớ ứ

lượng mà b c m bi n (đ i di n làộ ả ế ạ ệ camera); lo i th hai là b s hoáạ ứ ộ ố

2.2.1.1 Lý thuyết về camera:

Hình 2.2.1.1: Hình ảnh CCD camera

T ng quát có hai ki u camera: ki u camera dùng đèn chân không và ki uổ ể ể ểcamera ch dùng bán d n Đ c bi t là trong lĩnh v c này, camera bán d n thỉ ẫ ặ ệ ự ẫ ườnghay được dùng h n camera đèn chân không Camera bán d n cũng đơ ẫ ược g i làọCCD camera do dùng các thanh ghi d ch đ c bi t g i là thi t b g p (Charge-ị ặ ệ ọ ế ị ộCoupled Devices- CCDs) Các CCD này chuy n các tín hi u nh sang t b c mể ệ ả ừ ộ ả

nh n ánh sáng b tr phía trậ ổ ợ ở ước camera thành các tín hi u đi n mà sau đóệ ệ

được mã hóa thành tín hi u TV Lo i camera ch t lệ ạ ấ ượng cao cho tín hi u ít nhi uệ ễ

và có đ nh y cao v i ánh sáng Khi ch n camera c n chú ý đ n các th u kính tộ ậ ớ ọ ầ ế ấ ừ

18 đ n 108 mm ế

Sau đây là danh sách các nhà s n xu t:ả ấ

-Pulnix America Inc, 770 Lucerne Drive, Sunnyvale, CA 84086 Tel 1550; fax 408-737-2966

408-773 Sony Corp of America, Component Products Co., 10833 Valley View St.,Cypress, CA 90630 Fax 714-737-4285

-Parasonic, industrial camera division: 201-329-6674

cu n quang tr ng Vi c quét nh thông qua tia sáng (ví d tia Laser) trên nhố ố ệ ả ụ ả

đ ng th i d ch chuy n m t phim ho c quang tr ng tồ ờ ị ể ặ ặ ố ương đ i theo tia sáng.ố

Trường h p dùng phim, tia sáng đi qua phim ợ

Bây giờ chúng ta đ c p đ n t t c các kh i trong h th ngề ậ ế ấ ả ố ệ ố :

a) Thi t b nh n nh ế ị ậ ả :

Ch c năng c a thi t b này là s hóa m t băng t n s c b n c a t n hi uứ ủ ế ị ố ộ ầ ố ơ ả ủ ớ ệtruy n hình cung c p t m t camera, ho c t m t đ u máy VCR nh s sau đóề ấ ừ ộ ặ ừ ộ ầ Ả ố

đượ ưc l u tr trong b đ m chính B đ m này có kh năng đữ ộ ệ ộ ệ ả ược đ a ch hóaị ỉ(nh m t PC) đ n t ng đi m b ng ph n m m Thông thờ ộ ế ừ ể ằ ầ ề ường thi t b này cóế ịnhi u chề ương trình con đi u khi n đ có th l p trình đề ể ể ể ậ ược thông qua ngôn ngữ

C Khi mua m t thi t c n chú ý cácc đi m sau:ộ ế ầ ể

Thi t b có kh năng s hóa nh ít nh t 8 bit (256 m c x m) và nh thuế ị ả ố ả ấ ứ ỏ ả

được ph i có kích thả ước ít nh t là 512×512 đi m ho c h n ấ ể ặ ơ

Thi t b ph i ch a m t b đ m nh đ l u tr m t ho c nhi u nh có đế ị ả ứ ộ ộ ệ ả ể ư ữ ộ ặ ề ả ộphân gi i 512×512 đi m nh ả ể ả

Thi t b ph i đế ị ả ược kèm m t b đ y đ th vi n các chộ ộ ầ ủ ư ệ ương trình con có

kh năng giao di n v i các chả ệ ớ ương trình C vi t b ng Turbo C ho c Microsoft C.ế ằ ặ

S tay hổ ướng d n s d ng ph i đẫ ử ụ ả ược kèm theo, g m c d ng ch a trên đĩaồ ả ạ ứ

và khi in

M t s thi t b cho phép tuỳ ch n s d ng c hai ch đ văn b n và đ hoộ ố ế ị ọ ử ụ ả ế ộ ả ồ ạtrên cùng m t màn hình ho c hai màn hình riêng bi t M c dù chi ti t này làộ ặ ệ ặ ếkhông c n thi t, nh ng nó sẽ r t có giá tr trong trầ ế ư ấ ị ường h p b gi i h n v khôngợ ị ớ ạ ềgian l p đ t ho c kh năng tài chính.ắ ặ ặ ả

th p có th làm b n nh m l n k t qu M t màn hình 9 inch là đ cho yêu c uấ ể ạ ầ ẫ ế ả ộ ủ ầlàm vi c Đ hi n th nh màu, nên dùng m t màn hình đa hệ ể ể ị ả ộ ệ.

c) Máy tính :

Hình 2.2.1.2c: Hình ảnh máy tính

C n có m t máy tính Pầ ộ entium 4 ho c c u hình cao h n Đ ch c ch n, cácặ ấ ơ ể ắ ắmáy này ph i có s n các khe c m cho ph n x lý nh Các chả ẵ ắ ầ ử ả ương trình thi t kế ế

và l c nh có th ch y trên b t kỳ h th ng nào Các chọ ả ể ạ ấ ệ ố ương trình con hi n thể ị

nh d ng v m ch VGA và có s n trên đĩa kèm theo Các ch ng trình con hi n

th nh cũng h tr cho h u h t các v m ch SVGA.ị ả ỗ ợ ầ ế ỉ ạ

K t qu nh n d ng đế ả ậ ạ ượ ưc l u dướ ại d ng chu i các ký t (character string)ỗ ự

được đ aư vào chương trình qu n lý c s d li u bi n s xe máy T i đây cán bả ơ ở ữ ệ ể ố ạ ộtrông xe sẽ ti n hành các thao tác nghi p v nh : in vé xe, thu ti n, l u vào c sế ệ ụ ư ề ư ơ ở

v i các chu n khác Nh đã nêu trên, m t màu là t h p c a các màu c b n theoớ ẩ ư ộ ổ ợ ủ ơ ả

m t t l nào đó Nh v y, m i pixel nh màu ký hi u , độ ỷ ệ ư ậ ỗ ả ệ ược vi t: ế

=(T: ký hi u chuy n v )ệ ể ị

Người ta dùng h t a đ ba màu R-G-B (tệ ọ ộ ương ng v i h t a đ x-y-z) đứ ớ ệ ọ ộ ể

bi u di n màu nh sau:ể ễ ư

Hình 2.22.1: Hệ tọa độ RGB

Trong cách bi u di n này ta có công th c:ể ễ ứ

đ + l c + l =1ỏ ụ ơCông th c này g i là công th c Maxwell Trong hình trên, tam giác t o b i baứ ọ ứ ạ ở

đường đ t đo n g i là tam giác Maxwell Màu tr ng trong h t a đ này đứ ạ ọ ắ ệ ọ ộ ượctính b i:ở

=(++ ) = 1

X

YZ

2.2.2.2 Bi n đ i h t a đ màu ế ổ ệ ọ ộ :

H t a đ màu do CIE đ xu t có tác d ng nh m t h quy chi u và không ệ ọ ộ ề ấ ụ ư ộ ệ ế

bi u di n h t các màu Trên th c t , ph thu c vào các ng d ng khác nhau ể ễ ế ự ế ụ ộ ứ ụ

người ta đ a ra các h bi u di n màu khác nhau Thí d :ư ệ ể ễ ụ

H NTSC: dùng 3 màu R, G, B áp d ng cho màn hình màu, ký hi uệ ụ ệ

H CMY (Cyan Magenta Yellow): thệ ường dùng cho in nh màuả

H YIQ: cho truy n hình màu.ệ ề

Vi c chuy n đ i gi a các không gian bi u di n màu đệ ể ổ ữ ể ễ ược th c hi n theoự ệnguyên t c sau: N u g i ắ ế ọ X là không gian bi u di n các màu ban đ u; ể ễ ầ X’ khônggian bi u di n màu m i A là ma tr n bi u di n phép bi n đ i Ta có quan h sau:ể ễ ớ ậ ể ễ ế ổ ệ

g m hai bồ ướ c:

Bước 1: Đo giá tr trên các kho ng không gian g i là l y m uị ả ọ ấ ẫ

Bước 2: Ánh x cạ ường đ (ho c giá tr ) đo độ ặ ị ược thành m t s h u h n cácộ ố ữ ạ

L a ch n th nh t đự ọ ứ ấ ược đ m b o nh lý thuy t l y m u c a Shannon L a ch nả ả ờ ế ấ ẫ ủ ự ọ

th haiứ liên quan đ n đ đo (Metric) đế ộ ược dùng trong mi n r i r c.ề ờ ạ

a) Kho ng l y m u ả ấ ẫ (Sampling Interval) :

Nh v y, hàm răng lư ậ ược là chu i các xung răng lỗ ượ ừc t (-∞ đ n +∞) Gi s hàmế ả ử

m tộ chi u ề g(x) được mô t (g n đúng) b ng ả ầ ằ g(r Δx ) t c là:ứ

g ( x ) ≈ g ( r Δ x )

Khi đó tín hi u l y m u đệ ấ ẫ ược mô hình hoá:

Trong th c t , ự ế r không th tính để ược trong kho ng vô h n (t ả ạ ừ − ∞ đ n +ế ∞)

mà là m t sộ ố lượng NΔx m u l n c th Nh v y, đ đ n gi n có th nói hàmẫ ớ ụ ể ư ậ ể ơ ả ểliên t c ụ g(x) có th bi u di nể ể ễ trên m t mi n v i đ dài ộ ề ớ ộ NΔx m u thành chu iẫ ỗ

Đ nh lý l y m u c a Shannon có th m r ng cho không gian hai chi u.ị ẫ ẫ ủ ể ở ộ ềHàm răng lượ hai chi u khi đó đc ề ược xác đ nh:ị

Hàm l y m u hai chi u thu đấ ẫ ề ược:

Và Δx, Δy được ch n tho mãn các đi u ki n tọ ả ề ệ ương ng theo đ nh lý l y m u c aứ ị ấ ẫ ủShannon khi đó sẽ:

Δx ; Δy

c) Các dạng lấy mẫu (Tesselation) :

D ng l y m u (Tesselation) đi m nh là cách bài trí các đi m m u trongạ ẫ ẫ ể ả ể ẫkhông gian hai chi u M t s d ng m u đi m nh đề ộ ố ạ ẫ ể ả ược cho là d ng ch nh t,ạ ữ ậtam giác, l c giác M i m t m u,ụ ỗ ộ ẫ ngoài vi c th hi n hình dáng còn cho bi t đ cệ ể ệ ế ặ

đi m liên thông c a chúng Ví d , m u ch nh t cóể ủ ụ ẫ ữ ậ liên thông 4 ho c 8 (nói vặ ềcác m u li n k ); m u l c giác có liên thông 6; m u tam giác có liênẫ ề ề ẫ ụ ẫ thông 3 ho cặ6

a) M u đi m nh ch nh t ẫ ể ả ữ ậ b) M u đi m nh tam giácẫ ể ả c) M uẫ

đi m nh luc giácể ả

Hình 2.2.3.2c: Các dạng mẫu điểm ảnh

Trong trường h p này ta ợ ch xét các m u đi m nh hình ch nh t, đ c bi tỉ ẫ ể ả ữ ậ ặ ệ

là d ng hìnhạ vuông Nhi u trề ường h p ng d ng có dùng đ n các các m u tamợ ứ ụ ế ẫgiác ho c l c giác.ặ ụ

2.2.3.3 L ượ ng t hóa: ử

Lượng t hoá là m t quá trình lử ộ ượng hoá tín hi u th t dùng chung cho cácệ ậ

lo i x lý tínạ ử hi u trên c s máy tính V n đ này đã đệ ơ ở ấ ề ược nghiên c u kỹ lứ ưỡng

và có nhi u l i gi i lý thuy tề ờ ả ế dưới nhi u gi đ nh c a các nhà nghiên c u nhề ả ị ủ ứ ưPanter và Dite (1951), Max (1960), Panter (1965).

Các giá tr l y m u ị ấ ẫ Z là m t t p các s th c t giá tr ộ ậ ố ự ừ ị Zmin đ n l n nh tế ớ ấ

Zmax M i m t sỗ ộ ố trong các giá tr m u ị ẫ Z c n ph i bi n đ i thành m t t p h uầ ả ế ổ ộ ậ ữ

h n s bit đ máyạ ố ể tính l u tr ho c xư ữ ặ ử lý

Đ nh nghĩa ị : Lượng t hoá là ánh x t các s th c mô t giá tr l y m u thànhử ạ ừ ố ự ả ị ấ ẫ

m t gi iộ ả h u h n các s th c Nói cách khác, đó là quá trình s hoá biên đ ữ ạ ố ự ố ộ

Hình 2.2.3.3: Khuông lượng tử theo L mức xám

Gi s ả ử Z là m t giá tr l y m u (s th c) t i v trí nào đó c a m t ph ngộ ị ấ ẫ ố ự ạ ị ủ ặ ẳ

nh, và

ả ZminZ’Zmax và gi s chúng ta mu n lả ử ố ượng hoá giá tr đó thành m tị ộtrong các m c r i r c:ứ ờ ạ , ,… tương ng v i ứ ớ Zmin đ n Zmax ế (Hình 2.2.3.3) Khi đó,quá trình lượng hoá có th th c hi nể ự ệ b ng cách chia toàn b mi n vào ằ ộ ề (Zmax – Zmin) thành L kho ng, m i kho ng là ả ỗ ả Δl và kho ng th ả ứ i được đ t t i đi m gi aặ ạ ể ữcác kho ng li n k ả ề ề H các giá tr ọ ị z được th c hi n và mô t b ng ự ệ ả ằ theo quá trình

trên đây, khi đó sai s c a quá trình l y m u có th đố ủ ấ ẫ ể ược xác đ nh theo :ị

2.2.4 M t s ph ộ ố ươ ng pháp bi u di n nh: ể ễ ả

Sau bướ ốc s hóa, nh sẽ đả ượ ưc l u tr hay chuy n sang giai đo n phân tích.ữ ể ạ

Trước khi đề c p đ n v n đ l u tr nh, c n xem xét nh sẽ đậ ế ấ ề ư ữ ả ầ ả ược bi u di n raể ễsao trong b nh máy tính Dộ ớ ưới đây gi i thi u m t sớ ệ ộ ố phương pháp bi u di nể ễ

thường dùng chi ti t và tế ường minh h n:ơ

- Bi u di n mã lo t dài (Run-length Code)ể ễ ạ

Phương pháp này hay dùng đ bi u di n cho vùng nh hay nh nh phân.ể ể ễ ả ả ị

M t vùng nh ộ ả R có th bi u di n đ n gi n nh m t ma tr n nh phân:ể ể ễ ơ ả ờ ộ ậ ị

V i các bi u di n trên, m t vùng nh hay nh nh phân ớ ể ễ ộ ả ả ị đượ xem nhưcchu i 0 hay 1 đanỗ xen Các chu i này đỗ ược g i là m ch (run) Theo phọ ạ ương phápnày, m i m ch sẽ đỗ ạ ược bi u di nể ễ b i đ a ch b t đ u c a m ch và chi u dàiở ị ỉ ắ ầ ủ ạ ề

m ch theo d ng {<hàng,c t>,ạ ạ ộ chi u dài}.ề

2.2.4.2 Bi u di n mã xích: ể ễ

Mã xích thường được dùng đ bi u di n biên c a nh Thay vì l u tr toànể ể ễ ủ ả ư ữ

b nh, ngộ ả ườ ta l u tr dãy các đi m nh nh A, B…M Theo phi ư ữ ể ả ư ương pháp này, 8

hướng c a vect n i 2 đi mủ ơ ố ể biên liên t c đụ ược mã hóa Khi đó nh đả ược bi uể

di n qua đi m nh b t đ u A cùng v i chu i cácễ ể ả ắ ầ ớ ỗ t mã Đi u này đừ ề ược minh h aọtrong hình dưới đây:

Hình 2.2.4.2: Hướng các điểm biên và mã tương ứng

A11070110764545432.

2.2.4.3 Bi u di n mã t phân: ể ễ ứ

Theo phương pháp mã t phân, m t vùng nh coi nh bao kín m t hình chứ ộ ả ư ộ ữ

nh t Vùngậ này được chia làm 4 vùng con (Quadrant) N u m t vùng con g mế ộ ồtoàn đi m đen (1) hay toànể đi m tr ng (0) thì không c n chia ti p Trong trể ắ ầ ế ường

h p ngợ ượ ạc l i, vùng con g m c đi m đen vàồ ả ể tr ng g i là vùng không đ ng nh t,ắ ọ ồ ấ

ta ti p t c chia thành 4 vùng con ti p và ki m tra tính đ ngế ụ ế ể ồ nh t c a các vùngấ ủcon đó Quá trình chia d ng l i khi m i vùng con ch ch a thu n nh t đi m đenừ ạ ỗ ỉ ứ ầ ấ ể

ho c đi m tr ng Quá trình đó t o thành m t cây chia theo b n ph n g i là câyặ ể ắ ạ ộ ố ầ ọ

t phân Nh v y,ứ ư ậ cây bi u di n nh g m m t chu i các ký hi u ể ễ ả ồ ộ ỗ ệ b (black), w (white) và g (grey) kèm theo ký hi uệ mã hóa 4 vùng con.

Bi u di n theo phể ễ ương pháp này u vi t h n so v i các phư ệ ơ ớ ương pháp trên,

nh t là so v i mã lo t dài.Tuy nhiên, đ tính toán s đo các hình nh chu vi, môấ ớ ạ ể ố ưmen là tương đ iố khó khăn

2.2.5 Các đ nh d ng nh c b n: ị ạ ả ơ ả

2.2.5.1 Khái ni m chung: ệ

nh thu đ c sau quá trình s hóa th ng đ c l u l i cho các quá trình x

lý ti p theoế hay truy n điề Trong quá trình phát tri n c a kỹ thu t x lý nh, t nể ủ ậ ử ả ồ

t i nhi uạ ề đ nh d ng nh khác nhau t nh đen tr ng (v i đ nh d ng IMG), nhị ạ ả ừ ả ắ ớ ị ạ ả

đa c p xám cho đ n nhấ ế ả màu: (BMP, GIF, JPEG…) Tuy các đ nh d ng này khácị ạnhau, song chúng đ u tuân theo m t c uề ộ ấ trúc chung nh t Nhìn chung, m t t pấ ộ ệ

Mào đ u t p là ph n ch a các thông tin v ki u nh, kích thầ ệ ầ ứ ề ể ả ước, đ phânộ

gi i, s bit dùngả ố cho 1 pixel, cách mã hóa, v trí b ng màu…ị ả

b) D li u nén: ữ ệ

S li u nh đố ệ ả ược mã hóa b i ki u mã hóa ch ra trong ph n Header.ở ể ỉ ầ

c) Bảng màu:

B ng màu không nh t thi t ph i có ví d khi nh là đen tr ng N u có,ả ấ ế ả ụ ả ắ ế

b ng màu cho bi tả ế s màu dùng trong nh và b ng màu đố ả ả ượ ử ục s d ng đ hi nể ệ

đ c ph n mào đ u (Header) đ l y các thông tin chung và thông tin đi uọ ầ ầ ể ấ ề khi n.ể

Vi c đ c này sẽ d ng ngay khi ta không g p đệ ọ ừ ặ ượ ch ký (Ch ký đây thc ữ ữ ở ường

được hi uể là m t mã ch ra đ nh d ng nh và đ i (version) c a nó) mong mu n.ộ ỉ ị ạ ả ờ ủ ố

D a vào thông tin đi uự ề khi n, ta xác đ nh để ị ược v trí b ng màu và đ c nóị ả ọvào b nh Cu i cùng, ta đ c ph n dộ ớ ố ọ ầ ữ li u nén.ệ Sau khi đ c xong các kh i dọ ố ữ

li u nh vào b nh ta ti n hành nén d li u nh Căn cệ ả ộ ớ ế ữ ệ ả ứ vào phương pháp nén

ch ra trong ph n Header ta gi i mã đỉ ầ ả ượ ảc nh Cu i cùng là khâu hi n nh.ố ệ ả D aựvào s li u nh đã gi i nén, v trí và kích thố ệ ả ả ị ướ ảc nh, cùng s tr giúp c a b ngự ợ ủ ảmàu nh đả ượ hi n lên trên màn hìnhc ệ

2.2.6 Khái ni m nh đen tr ng và nh màu: ệ ả ắ ả

nh có th bi u di n d i d ng tín hi u t ng t ho c tín hi u s Trong

bi u di n s c aể ễ ố ủ các nh đa m c xám, m t nh đả ứ ộ ả ược bi u di n dể ễ ướ ại d ng m tộ

ma tr n hai chi u M i ph n t c aậ ề ỗ ầ ử ủ ma tr n bi u di n cho m c xám hay cậ ể ễ ứ ường

đ c a nh t i v trí đó.ộ ủ ả ạ ị

Hình 2.2.6: Biểu diễn mức xám của ảnh số.

Trong Hình 2.2.6, m t lộ ưới chia ô vuông tưởng tượng được đ t lên nh Đặ ả ộ

l n m i ô vuôngớ ỗ c a lủ ưới xác đ nh kích thị ước c a m t đi m nh M c xám c aủ ộ ể ả ứ ủ

m t đi m độ ể ược tính b ng cằ ường độ sáng trung bình t i m i ô vuông này M tạ ỗ ắ

lưới càng nh thì ch t lỏ ấ ượng nh càng cao Trong kỹả thu t truy n hình tiên ti n,ậ ề ế(m c đích là cung c p cho ngụ ấ ười xem), hình nh c n ch t lả ầ ấ ượng cao v i đ phânớ ộ

gi i g p hai l n so v i các chu n hi n nay.ả ấ ầ ớ ẩ ệ

Trong kỹ thu t tậ ương t , m t b c nh thự ộ ứ ả ường được bi u di n dể ễ ướ ại d ngcác dòng n mằ ngang k ti p nhau M i dòng là m t tín hi u tế ế ỗ ộ ệ ương t mang theoựcác thông tin v cề ường đ sángộ d c theo m t đọ ộ ường n m ngang trong nh g c.ằ ả ố

nh trên m t chi c TV đ c hi n lên qua các

"tương t " đự ược dùng đ mô t cho các nh quét liên ti p nh ngể ả ả ế ư th c t nh chự ế ả ỉ

tương t d c theo hự ọ ướng n m ngang Nó là r i r c khi xét theo hằ ờ ạ ướng d c vàọchính vì v y mà tín hi u nh là tín hi u lai n a tậ ệ ả ệ ử ương t , n a s ự ử ố

M t máy truy n hình độ ề ược thi t k đ thu tín hi u truy n hình mã hoáế ế ể ệ ềtheo tiêu chu nẩ NTSC c a Mỹ có kh năng hi n th x p x 525 dòng Công nghủ ả ể ị ấ ỉ ệtruy n hình ti n b n l c đề ế ộ ỗ ự ể cung c p cho chúng ta s lấ ố ượng các dòng g p haiấ

l n, cho đ phân gi i t t h n là TV màn nhầ ộ ả ố ơ ả r ng M t TV có màn nh l n h nộ ộ ả ớ ơ

28 inch được coi là m t TV có màn nh r ng.ộ ả ộ

M t đi u c nộ ề ầ chú ý là TV có kh năng hi n m t s dòng nh nhau cho dùả ệ ộ ố ư

nó là 5 inch hay là 50 inch Màn nhả l n nh t c a lo i TV dòng quét xen kẽ màớ ấ ủ ạ

m t ngắ ười có kh năng phân bi t đả ệ ược t kho ng cáchừ ả thông thường vàokho ng 3 mét.ả

m t s nguyên n m trong kho ng t 0 đ n 255, v i m c 0 bi u di n cho m cộ ố ằ ả ừ ế ớ ứ ể ễ ứ

cường đ đenộ nh t và 255 bi u di n cho m c cấ ể ễ ứ ường đ sáng nh t.ộ ấ nh nh phânẢ ịkhá đ n gi n, các ph n t nh có th coi nh các ph n t logic ng d ngơ ả ầ ử ả ể ư ầ ử Ứ ụ chính

c a nó đủ ược dùng theo tính logic đ phân bi t đ i tể ệ ố ượng nh v i n n hay đả ớ ề ểphân bi t đi mệ ể biên v i đi m khác.ớ ể

ph n t c a ma tr n bi u di n cho ba màu riêngầ ử ủ ậ ể ễ rẽ g m: đ (red), l c (green) vàồ ỏ ụlam (blue) Đ bi u di n cho m t đi m nh màu c n 24 bit 24 bitể ể ễ ộ ể ả ầ này được chiathành ba kho ng 8 bit M i màu cũng phân thành ả ỗ L c p màu khác nhau (thấ ường

L=256) M i kho ng này bi u di n cho cỗ ả ể ễ ường đ sáng c a m t trong các màuộ ủ ộchính

Do đó, đ l u tr nh màu ngể ư ữ ả ười ta có th l u tr t ng màu riêng bi t, m iể ư ữ ừ ệ ỗmàu l u trư ữ nh m t nh đa c p xám Do đó, không gian nh dành cho m t như ộ ả ấ ớ ộ ảmàu l n g p 3 l n m t nh đaớ ấ ầ ộ ả c p xám cùng kích c ấ ỡ

2.3 Các ph ươ ng pháp phát hi n nh: ệ ả

2.3.1 Gi i thi u biên và kỹ thu t phát hi n biên ớ ệ ậ ệ

2.3.1.1 M t s khái ni m: ộ ố ệ

Đi m Biên: ể M t đi m nh độ ể ả ược coi là đi m biên n u có s thay đ i nhanhể ế ự ổ

ho c đ tặ ộ ng t v m c xám (ho c màu) Ví d trong nh nh phân, đi m đen g iộ ề ứ ặ ụ ả ị ể ọ

là đi m biênể n u lân c n nó có ít nh t m t đi m tr ng.ế ậ ấ ộ ể ắ

Đ ườ ng biên (đ ườ ng bao: boundary): t p h p các đi m biên liên ti p t oậ ợ ể ế ạthành m tộ đường biên hay đường bao

Ý nghĩa c a đ ủ ườ ng biên trong x lý: ử ý nghĩa đ u tiên: đầ ường biên là m t lo iộ ạ

đ cặ tr ng c c b tiêu bi u trong phân tích, nh n d ng nh Th hai, ngư ụ ộ ể ậ ạ ả ứ ười ta sử

d ngụ biên làm phân cách các vùng xám (màu) cách bi t Ngệ ượ ạc l i, người ta cũng

Hình 2.3.1.1: Đường biên của ảnh

Các khái ni m và đ nh nghĩa tóm t t trên là c s giúp ta hi u và dùng đệ ị ắ ơ ở ể ể

hi u cách xâyể d ng, thi t k các kỹ thu t phát hi n biên nh.ự ế ế ậ ệ ả

Chú ý: Phát hi n biên là m t ph n trong phân tích nh, sau khi đã l c nhệ ộ ầ ả ọ ả(hay ti n x lýề ử nh) Các bả ước c a phân tích nh có th mô t theo s đ dủ ả ể ả ơ ồ ướiđây Vi c dò và tìm biên nh làệ ả m t trong các đ c tr ng thu c kh i trích ch nộ ặ ư ộ ố ọ

đ c tr ng.ặ ư

Hình 2.3.1.2: Các bước xử lý và phân tích ảnh

2.3.1.2 Phân lo i các kỹ thu t phát hi n biên ạ ậ ệ :

T đ nh nghĩa toán h c c a biên ngừ ị ọ ủ ười ta s d ng hai phử ụ ương pháp phát

hi n biên nh sauệ ư (phương pháp chính)

a) Ph ươ ng pháp phát hi n biên tr c ti p ệ ự ế : phương pháp này ch y u d aủ ế ựvào s bi nự ế thiên độ sáng c a đi m nh đ làm n i biên b ng kỹ thu t đ o hàm.ủ ể ả ể ổ ằ ậ ạ

 N u l y đ o hàm b c nh t c a nh: ta có phế ấ ạ ậ ấ ủ ả ương pháp Gradient

 N u l y đ o hàm b c hai c a nh: ta có phế ấ ạ ậ ủ ả ương pháp Laplace

Hai phương pháp này đượ ọc g i chung là phương pháp dò biên c c b ụ ộ

Ngoài ra, người ta còn s d ng phử ụ ương pháp “đi theo đường biên” d a vàoựcông c toán h cụ ọ là nguyên lý quy ho ch đ ng và đạ ộ ượ g i là phc ọ ương pháp dòbiên t ng th Phổ ể ương pháp dò biên tr c ti p có hi u qu và ít b tác đ ng c aự ế ệ ả ị ộ ủnhi u.ễ

b) Ph ươ ng pháp phát hi n biên gián ti p ệ ế : N u b ng cách nào đ y, chúng taế ằ ấthu được các vùng nh khác nhau thì đả ường phân cách gi a các vùng đó chính làữbiên Nói cách khác, vi c xácệ đ nh đị ường biên c a nh đủ ả ược th c hi n t nh đãự ệ ừ ả

được phân vùng Phương pháp dò biên gián ti pế khó cài đ t nh ng áp d ng t tặ ư ụ ốkhi s bi n thiên đ sáng nh ự ế ộ ỏ

Chú ý: Kỹ thu t dò biên và phân vùng nh là hai bài toán đ i ng u c a nhau.ậ ả ố ẫ ủ

2.3.1.3 Quy trình phát hi n biên ệ :

Bướ 1: Do nh ghi đc ả ược thường có nhi u, bễ ước m t là ph i l c nhi uộ ả ọ ễ

Bướ 2: Làm n i biên s d ng các toán t phát hi n biênc ổ ử ụ ử ệ

Bướ 3: Đ nh v biên Chú ý r ng kỹ thu t n i biên gây tác d ng ph là gâyc ị ị ằ ậ ổ ụ ụnhi u làmễ m t s biên gi xu t hi n do v y c n lo i b biên gi ộ ố ả ấ ệ ậ ầ ạ ỏ ả

Bướ 4: Liên k t và trích ch n biên.c ế ọ

2.3.2 Ph ươ ng pháp phát hi n biên c c b ệ ụ ộ :

2.3.2.1 Ph ươ ng pháp Gradient :

Đ nh nghĩaị : Gradient là m t vec t ƒ(x, y) có các thành ph n bi u th t c đ thayộ ơ ầ ể ị ố ộ

đ i m c xám c a đi m nh (theo hai hổ ứ ủ ể ả ướng x, y trong b i c nh x lý nh haiố ả ử ảchi u)ề t c:ứ

Trong đó dx, dy là kho ng cách gi a 2 đi m k c n theo hả ữ ể ế ậ ướng x, y tươngng

ứ (th c t ch n dx= dy=1) Đây là phự ế ọ ương pháp d a theo đ o hàm riêng b cự ạ ậ

nh t theoấ hướng x, y

Gradient trong t a đ góc (r, ), v i r là véc t , : gócọ ộ θ ớ ơ θ

f(.) đ t c c đ i khi ạ ự ạ = 0

t c là:ứ

Hình 3.2.1: Tính đạo hàm theo Gradient

Theo đ nh nghĩa v Gradient, n u áp d ng nó vào x lý nh, vi c tínị ề ế ụ ử ả ệ h toán

sẽ r t ph c t p Đ đ n gi n mà không m t tính ch t c a phấ ứ ạ ể ơ ả ấ ấ ủ ương phápGradient, người ta sử d ng kỹ thu t Gradient dùng c p m t n ụ ậ ặ ặ ạ H1, H2 tr c giaoự(theo 2 hướng vuông góc) N u đ nhế ị nghĩa g1, g2 là Gradient theo hai hướng x, y

tướng ng thì biên đ ứ ộ g(m,n) t i đi m ạ ể (m,n) được tính:

g(m,n) = =

Đ gi m đ ph c t p tính toán, để ả ộ ứ ạ ược tính g n đúng nh sau:ầ ư

M t s toán t Gradient tiêu bi u nh toán t Robert, Sobel,Prewitt, đ ng ộ ố ử ể ư ử ẳ

hướng (Isometric), 4-lân c nậ

hay toán t Laplace Phử ương pháp dò biên theo toán t Laplace hi u qu h nử ệ ả ơ

phương pháp toán t Gradient trong trử ường h p m c xám bi n đ i ch m, mi nợ ứ ế ổ ậ ềchuy n đ i m c xám có đ tr i r ng.ể ổ ứ ộ ả ộ

Toán t Laplace đử ược đĩnh nghĩa nh sau:ư

Kỹ thu t theo toán t Laplace t o đậ ử ạ ường biên m nh (có đ r ng 1 pixel).ả ộ ộ

Nhượ đi m c a kỹ thu t này r t nh y v i nhi u, do v y đc ể ủ ậ ấ ạ ớ ễ ậ ường biên thu được

Vùng nh là m t chi ti t, m t th c th trông toàn c nh Nó là m t t p h pả ộ ế ộ ự ể ả ộ ậ ợcác đi m cóể cùng ho c g n cùng m t tính ch t nào đó : m c xám, m c màu, đặ ầ ộ ấ ứ ứ ộnhám… Vùng nh là m tả ộ trong hai thu c tính c a nh Nói đ n vùng nh là nóiộ ủ ả ế ả

đ n tính ch t b m t Đế ấ ề ặ ường bao quanh m tộ vùng nh (Boundary) là biên nh.ả ảCác đi m trong m t vùng nh có đ bi n thiên giá tr m c xámể ộ ả ộ ế ị ứ tương đ i đ ngố ồ

đ u hay tính k t c u tề ế ấ ương đ ng.ồ

D a vào đ c tính v t lý c a nh, ngự ặ ậ ủ ả ười ta có nhi u kỹ thu t phân vùng:ề ậphân vùng d aự theo mi n liên thông g i là phân vùng d a theo mi n đ ng nh tề ọ ự ề ồ ấhay mi n k ;ề ề phân vùng d a vàoự biên g i là phân vùng biên Ngoài ra còn có cácọ

kỹ thu t phân vùng khác d a vào biên đ , phânậ ự ộ vùng d a theo k t c u.ự ế ấ

2.4.2 Phân vùng ảnh theo ngưỡng biên độ :

Các đ c tính đ n gi n, c n thi t nh t c a nh là biên đ và các tính ch tặ ơ ả ầ ế ấ ủ ả ộ ấ

v t lýậ nh : đ tư ộ ương ph n, đ truy n sáng, màu s c ho c đáp ng ph ả ộ ề ắ ặ ứ ổ

Nh v y, có thư ậ ể dùng ngưỡng biên đ đ phân vùng khi biên đ đ l n đ cộ ể ộ ủ ớ ặ

tr ng cho nh Thí d ,ư ả ụ biên đ trong b c m bi n nh h ng ngo i có th ph nộ ộ ả ế ả ồ ạ ể ảánh vùng có nhi t đ th pệ ộ ấ hay vùng có nhi t đ cao Kỹ thu t phân ngệ ộ ậ ưỡng theobiên đ r t có l i đ i v i nhộ ấ ợ ố ớ ả nh phân nh văn b n in, đ h a, nh màu hay nhị ư ả ồ ọ ả ảX-quang

Vi c ch n ngệ ọ ưỡng r t quan tr ng Nó bao g m các bấ ọ ồ ước :

 Xem xét lược đ xám c a nh đ xác đ nh các đ nh và các khe N u nh cóồ ủ ả ể ị ỉ ế ả

d ng r n lạ ắ ượn (nhi u đ nh và khe), các khe có th dùng đ ch n ngề ỉ ể ể ọ ưỡng

 Ch n ngọ ưỡng t sao cho m t ph n xác đ nh trộ ầ ị ướ η ủc c a toàn b s m u làộ ố ẫ

th pấ h n t.ơ

 Đi u ch nh ngề ỉ ưỡng d a trên lự ược đ xám c a các đi m lân c n.ồ ủ ể ậ

 Ch n ngọ ưỡng theo lược đ xám c a nh ng đi m th a mãn tiêu chu nồ ủ ữ ể ỏ ẩ

ch n.Thí d , v i nh có đ tọ ụ ớ ả ộ ương ph n th p, lả ấ ược đ c a nh ng đi m có biênồ ủ ữ ể

độ Laplace g(m,n) l n h n giá tr t đ nh trớ ơ ị ị ước (sao cho t 5% đ n 10% s đi mừ ế ố ể

nh v i Gradient l n nh t sẽ coi nh biên) sẽ cho phép xác đ nh các đ c tính

 Đ hi u rõ h n nguyên t c phân vùng d a vào ngể ể ơ ắ ự ưỡng biên đ , xét thí dộ ụsau:

Hình 2.4.2: Lược đồ rắn lượn và cách chọn ngưỡng

Gi s nh có lả ử ả ược đ xám nh ồ ư hình 2.4.2, ch n các ngọ ưỡng nh hình trên ư

v i:ớ

=,…,= Ta có 5 ngưỡng và phân nh thành 4 vùng, ký hi u ả ệ là vùng th ứ k c a nh,ủ ả

k=1,2,3,4 Cách phân vùng theo nguyên t c :ắ

P(m,n) ∈ n u -1 ≤ P(m,n) < , k=1,2,3,4 ế

Khi phân vùng xong, n u nh rõ nét thì vi c phân vùng coi nh k t thúc.ế ả ệ ư ế

N u không, c nế ầ đi u ch nh ngề ỉ ưỡng

 Phương pháp tách cây t phânứ

 Phương pháp c c bụ ộ

 Phương pháp t ng h pổ ợ

2.4.3.1 Ph ươ ng pháp tách cây t phân ứ :

V nguyên t c, phề ắ ương pháp này ki m tra tính đúng đ n c a tiêu chu n để ắ ủ ẩ ề

ra m t cáchộ t ng th trên mi n l n c a nh N u tiêu chu n đổ ể ề ớ ủ ả ế ẩ ược th a mãn,ỏ

vi c phân đo n coi nh k t thúc.Trong trệ ạ ư ế ường h p ngợ ượ ạc l i, chia mi n đang xétềthành 4 mi n nh h n V i m i mi n nh , ápề ỏ ơ ớ ỗ ề ỏ d ng m t cách đ quy phụ ộ ệ ươngpháp trên cho đ n khi t t c các mi n đ u th a mãn đi u ki n.ế ấ ả ề ề ỏ ề ệ

Phương pháp này có th mô t b ng thu t toán sau :ể ả ằ ậ

Procedure PhanDoan(Mien)

Begin

If mi n đang xét không th a ề ỏ Then

Begin

Chia miền đang xét thành 4 miền : Z1, Z2, Z3, Z4

For i=1 to 4 do PhanDoan (Zi)

End

Else exit

End

Tiêu chu n xét mi n đ ng nh t đây có th d a vào m c xám Ngoài ra, cóẩ ề ồ ấ ở ể ự ứ

th d a vàoể ự đ l ch chu n hay đ chênh gi a giá tr m c xám l n nh t và giá trộ ệ ẩ ộ ữ ị ứ ớ ấ ị

m c xám nh nh t Gi sứ ỏ ấ ả ử Max và Min là giá tr m c xám l n nh t và nh nh tị ứ ớ ấ ỏ ấtrong mi n đang xét N u :ề ế

|Max – Min| < T (ngưỡng)

ta coi mi n đang xét là đ ng nh tề ồ ấ Trường h p ngợ ượ ạc l i, mi n đang xét không làề

mi n đ ng nh tề ồ ấ và sẽ được chia làm 4 ph n.ầ

Thu t toán ki m tra tiêu chu n d a vào đ chênh l ch max, min đậ ể ẩ ự ộ ệ ược vi t :ế

Function Examin_Criteria(I, N1, M1, N2, M2, T)

/* Giả thiết ảnh có tối đa 255 mức xám.

(N1, M1), (N2, M2) là tọa độ điểm đầu và điểm cuối của miền; T là ngưỡng */

T ng giá tr m c xám / t ng s đi m nh trong vùng ổ ị ứ ổ ố ể ả