Đề tài: Nhận dạng, phân loại, xử lý ảnh biển số xe bằng phần mềm

Hệ thống nhận dạng biển số xe là một ứng dụng dựa trên kỹ thuật xử lí ảnh số. Mục đích của nhận dạng biển số xe là thực hiện các bước xử lí để từ một ảnh đầu vào, máy tính có thể nhận ra chính xác biển số xe trên ảnh. Nhận dạng biển số xe trở thành một ứng dụng hữu ích, được đưa vào trong những lĩnh vực như: quản lí giao thông, kiểm tra an ninh, thu phí giao thông, trạm gác cổng, quản lý các bãi giữ xe một cách tự động.

M C L C Ụ Ụ

M C Ụ  

L C 1 Ụ

DANH M C HÌNH V Ụ Ẽ

DANH M C B NG BI U Ụ Ả Ể

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

CCD Charge Coupled Device Linh ki n tích đi n képệ ệ

SVGA Super Video Graphics Array Đ  phân gi i màn hìnhộ ảNTSC National Television System Committee Ủy ban qu c gia v  các hố ề ệ 

đô an.̀ ́

Em cung xin chân thanh cam  n cac thây cô trong tr̃ ̀ ̉ ơ ́ ̀ ương ̀ Đai hoc Quy Nh n noị́ ̣ ơ  chung va ̀Khoa ky thuât va công nghê noi riêng đa day dô ̃ ̣ ̀ ̣ ́ ̃ ̣ ̃cho em kiên th c vê cać ứ ̀ ́ môn đai c̣ ương cung nh  cac môn chuyên nganh, giup em co đ̃ ư ́ ̀ ́ ́ ược c  s  ly thuyêtơ ở ́ ́ 

v ng vang va tao điêu kiên ữ ̀ ̀ ̣ ̀ ̣ cho em hoàn thành đ  án t t nghi p này.ồ ố ệ

Cuôi cung, em xin chân thanh cam  n gia đinh va ban be, đa luôn tao điêu kiên,́ ̀ ̀ ̉ ơ ̀ ̀ ̣ ̀ ̃ ̣ ̀ ̣  quan tâm, giup đ , đông viên em trong suôt qua trinh hoc tâp va hoan thanh đô an tôt́ ỡ ̣ ́ ́ ̀ ̣ ̣ ̀ ̀ ̀ ̀ ́ ́ nghiêp.̣

Em xin chân thành c m  n!!ả ơ

H  Xuân Hi n ồ ề

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 X­ọ ả ệ ả  quang và nh n d ng đậ ạ ường biên m chạ  máu từ nh

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  nh nậ  

d ng u não, n i soi c t l p…ạ ộ ắ ớ

­ Trong thiên văn h c, h  th ng ch p hình g n trên tàu vũ tr  h n ch  vọ ệ ố ụ ắ ụ ạ ế ề kích 

thước và tr ng lọ ượng, do đó ch t lấ ượng hình  nh nh n đả ậ ược b  gi m ch t lị ả ấ ượ  ng

nh  b  m , méo hình h c và nhi u n n. Các hình  nh đó đư ị ờ ọ ễ ề ả ược x  lý b ng máy tính.ử ằ

­ 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 ộ  xác cao vượt quá kh  năng con ngả ười. Người máy s  tr  nên tinh vi h n và th  giácẽ ở ơ ị  máy tính đóng vai trò quan tr ng h n. Ngọ ơ ười ta s  không ch  đòi h i ngẽ ỉ ỏ ười máy 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 gìữ  chúng “ th yấ  ” và đ a ra hành đ ng phù h p. X  lý  nh s  tác đ ng đ n th  giác c aư ộ ợ ử ả ẽ ộ ế ị ủ  máy tính

­ 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  đượ  cnói đ n h n. Công an giao thông thế ơ ường hay ch p  nh trong môi trụ ả ường không thu n l i,  nh thậ ợ ả ường b  nhòe nên c n đị ầ ược x  lý và nh n d ng đ  có th  nhìnử ậ ạ ể ể  

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 K  thu t và công nghỹ ậ ệ 

trường Đ i h c Quy Nh n ạ ọ ơ đã truy n d y nh ng ki n th c quý báu trong chề ạ ữ ế ứ ươ  ngtrình đào t o đ i h c chính quyạ ạ ọ  và giúp đ  kinhỡ  nghi m cho ệ đ  án ồ hoàn thành đượ  cthu n l i.ậ ợ

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

th ng c m bi n thông minh, t  đ ng di u khi n, đ  ho , in  n…S  phát tri nố ả ế ự ộ ề ể ồ ạ ấ ự ể  

m nhạ  này có th  để ược th y rõ qua s  lấ ố ượng các bài báo, báo cáo khoa h c v  x  líọ ề ử  nh

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

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

lượng ngày càng tăng. Vì v y v n đ  qu n lý giao thông, b o đ m an ninh, thu phíậ ấ ề ả ả ả  giao thông…đòi h i và c n thi t có s  h  tr  c a khoa h c k  thu t. M t trongỏ ầ ế ự ỗ ợ ủ ọ ỹ ậ ộ  

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 lý nh n d ngả ậ 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, tr mữ ự ư ả ể ạ  gác c ng,ổ   qu n lý các bãi gi  xe m t cách t  đ ng…Nó không ch  giúp nh ngả ữ ộ ự ộ ỉ ữ  

người qu n lý cóả  kh  năng bao quát đả ượ ấ ảc t t c  khách hàng, đ i tố ượng theo dõi c aủ  mình mà còn giúp ti t ki m th i gian làm vi c đáng k  Ngoài ra v i phế ệ ờ ệ ể ớ ương pháp này s  giúp gi m đẽ ả ược nhi u ngề ười trông gi  xe đ  phân công h  vào vi c khác.ữ ể ọ 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 x  lý  nh b t đ u t  các  ng d ng chính: nâng cao ch tử ả ắ ầ ừ ứ ụ ấ  

lượng  nh và phân tích  nh.  ng d ng đ u tiên đả ả Ứ ụ ầ ược bi t đ n là nâng cao ch tế ế ấ  

lượng  nh báo đả ược truy n qua cáp t  Luân đôn đ n New York t  nh ng năm 1920.ề ừ ế ừ ữ  

V n đ  nâng cao ch t lấ ề ấ ượng  nh có liên quan t i phân b  m c sáng và đ  phân gi iả ớ ố ứ ộ ả  

c a  nh. Vi c nâng cao ch t lủ ả ệ ấ ượng  nh đả ược phát tri n vào kho ng nh ng nămể ả ữ  

1955. Đi u này có th  gi i thích đề ể ả ược vì sau th  chi n th  hai, máy tính phát tri nế ế ứ ể  

nhanh t o đi u ki n cho quá trình x  lý  nh s  thu n l i. Năm 1964, máy tính đã cóạ ề ệ ử ả ố ậ ợ  

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 

M  bao g m: làm n i đỹ ồ ổ ường biên, l u  nh. T  năm 1964 đ n nay, các phư ả ừ ế ương ti nệ  

x  lý, nâng cao ch t lử ấ ượng, nh n d ng  nh phát tri n không ng ng. Các phậ ạ ả ể ừ ươ  ngpháp tri th c nhân t o nh  m ng n ron nhân t o, các thu t toán x  lý hi n đ i vàứ ạ ư ạ ơ ạ ậ ử ệ ạ  

c i ti n, các công c  nén  nh ngày càng đả ế ụ ả ược áp d ng r ng rãi và thu nhi u k tụ ộ ề ế  quả kh  quan.ả

Đ  d  tể ễ ưởng tượng, xét các bước c n thi t trong x  lý  nh. Đ u tiên,  nh tầ ế ử ả ầ ả ự nhiên từ th  gi i ngoài đế ớ ược thu nh n qua các thi t b  thu (nh  Camera, máy ch pậ ế ị ư ụ  nh). Tr c đây,  nh thu qua Camera là các  nh t ng t  (lo i Camera  ng ki u

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

l yấ  ra t  Camera, sau đó nó đừ ược chuy n tr c ti p thành  nh s  t o thu n l i choể ự ế ả ố ạ ậ ợ  

x  lýử  ti p theo. (Máy  nhế ả  s  hi n nay là m t thí d  g n gũi). M t khác,  nh cũngố ệ ộ ụ ầ ặ ả  

có thể ti p nh n t  v  tinh; cóế ậ ừ ệ  th  quét t   nh ch p b ng máy quét  nh.ể ừ ả ụ ằ ả

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

1.3.1M c đích nghiên c u  ụ ứ :

H  th ng nh n d ng bi n s  xe là m t  ng d ng d a trên k  thu t x  lí  nhệ ố ậ ạ ể ố ộ ứ ụ ự ỹ ậ ử ả  

s ố  M cụ  đích c a nh n d ng bi n s  xe là th c hi n các bủ ậ ạ ể ố ự ệ ước x  lí đ  t  m t  nhử ể ừ ộ ả  

đ uầ  vào, máy tính có th  nh n ra chính xác bi n s  xe trên  nh. Nh n d ng bi n sể ậ ể ố ả ậ ạ ể ố 

xe tr  thành m tở ộ   ng d ng h u ích, đứ ụ ữ ược đ a vào trong nh ng lĩnh v c nh : qu n líư ữ ự ư ả  giao thông, ki mể  tra an ninh, thu phí giao thông, tr m gác c ng, qu n lý các bãi giạ ổ ả ữ 

xe m t cách tộ ự đ ng.ộ

1.3.2Đ i t  ố ượng nghiên c uứ  :

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 ự  nghiên 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 , ph nự ầ  

m m qu nề 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 cơ 

s  d  li u bi n s  xe máy là thu nh n chu i bi n s  sau khi đã đở ữ ệ ể ố ậ ỗ ể ố ược nh nậ  d ng,ạ  

l u vào c  s  d  li u đ  ngư 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 làệ  theo dõi s  lố 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 n cácự ệ ớ ạ  

bi n s  và đi u ki n nh  sau:ể ố ề ệ ư

 Bi n s  có ch  đen, n n tr ng, có 2 hàng, s  ký t  là ể ố ữ ề ắ ố ự 9

 Bi n s  ph i còn nguyên v n, không b  tróc s n hay r  sét, không b  cheể ố ả ẹ ị ơ ỉ ị  khu t.ấ

 Góc nghiêng c a bi n s  không quá 45˚ so v i phủ ể ố ớ ương ngang

 Hình ch p bi n s  không b  m , ký t  bi n s  còn phân bi t, nh n d ngụ ể ố ị ờ ự ể ố ệ ậ ạ  

được b ng tr c quan.ằ ự

 Không b  nhi u b i ánh sáng làm  nh ch p b  chóiị ễ ở ả ụ ị

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 k  thu t x  lí  nh đã đỹ ậ ử ả ượ ức  ng d ng r ng rãi   r t nhi u lĩnh v c,ụ ộ ở ấ ề ự  trong 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 ể phân tích không gian vũ tr , h  th ng thăm dò đ a ch t, h  th ng phân tích t  bàoụ ệ ố ị ấ ệ ố ế  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  nh chuyênọ ầ ấ ớ ầ ề ể ị ử ả  

d ng nh  Photoshop, ACD See…ụ ư  

M t h  th ng x  lý  nh là h  th ng th c hi n các ch c năng thu nh n  nhộ ệ ố ử ả ệ ố ự ệ ứ ậ ả  

đ u vào,ầ  th c hi n phép x  lý đ  t o  nh ho c k t qu  phân tích, nh n d ng   đ uự ệ ử ể ạ ả ặ ế ả ậ ạ ở ầ  

ra đáp  ngứ  các yêu c u và các  ng d ng c  th ầ ứ ụ ụ ể

Trong ph m vi đ  án, ạ ồ Em xin gi i h n trong vi c gi i thi u m t h  th ng xớ ạ ệ ớ ệ ộ ệ ố ử 

lý  nhả   ng d ng nh n d ng và ra quy t đ nh trên th c t ứ ụ ậ ạ ế ị ự ế

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

S  đ  kh i t ng quát c a h  th ng này đơ ồ ố ổ ủ ệ ố ượ th  hi nc  ể ệ  trong hình 2.1, trong đó g mồ  

ba kh i ch c năng c  b n:ố ứ ơ ả

Kh i thu nh n  nh ố ậ ả : th c hi n ch c năng thu nh n  nh và th c hi n quáự ệ ứ ậ ả ự ệ  trình 

s  hóa (l u gi  theo đ nh d ng yêu c u).ố ư ữ ị ạ ầ

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 n c aả ổ ặ ư ơ ả ủ  

nh hay làm cho  nh g n gi ng nh t v i tr ng thái g c. Sau đó, là quá trình

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 tể ế  

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   nhả  

trước đó th c hi n quá trình nh n d ng, đ a ra các quy t đ nh  ng v iự ệ ậ ạ ư ế ị ứ ớ   các  ngứ  

th  xể ử lý  nh b ng máy tính c n thi t ph i s  hóa  nh. Trong quá trình s  hóa,ả ằ ầ ế ả ố ả ố  

người ta bi n đ i tín hi u liên t c sang tín hi u r i r c thông qua quá trình l y m uế ổ ệ ụ ệ ờ ạ ấ ẫ  (r i r cờ ạ   hóa v  không gian) và lề ượng hóa thành ph n giá tr  Trong quá trình nàyầ ị  

người ta sử d ng khái ni m Pixel đ  bi u di n các ph n t  c a b c  nh.   đây,ụ ệ ể ể ễ ầ ử ủ ứ ả Ở  cũng c n phânầ  bi t khái ni m pixel hay đ  c p đ n trong các h  th ng đ  h a máyệ ệ ề ậ ế ệ ố ồ ọ  tính. Đ  tránhể  nh m l n ta t m th i g i khái ni m pixel này là pixel thi t b ầ ẫ ạ ờ ọ ệ ế ị

Khái ni m pixel thi t b  có th  xem xét nh  sau: khi ta quan sát màn hình (trongệ ế ị ể ư  chế đ  đ  h a), màn hình không liên t c mà g m nhi u đi m nh , g i là pixel. M iộ ồ ọ ụ ồ ề ể ỏ ọ ỗ  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 đ  phân gi iồ ộ ặ ọ ộ ặ ọ ộ ạ ộ ả  (resolution). Nh  màn hình máy tính có nhi u đ  phân gi i khác nhau, hi n t i phư ề ộ ả ệ ạ ổ 

bi n là màn hình VGA có đ  phân gi i 640x480 hay XSGA đ  phân gi i 1024x768.ế ộ ả ộ ả

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

dùng là RGB tương  ng v i ba kênh màu đ  (Red) – xanh lá cây (Green) – xanh daứ ớ ỏ  

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 s  d ng nh  h n 24 bit đụ ế ử ụ 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 i m t t  h p c a không gianạ ữ ộ ị ả ớ ộ ổ ợ ủ  màu RGB. Ví d  nh  s  d ng 8 bit tụ ư ử ụ ương  ng v i 256 màu thì ta ph i có b ng ánhứ ớ ả ả  

x  256 màu đó tạ ương  ng v i 256 t  h p Red – Green – Blue.ứ ớ ổ ợ

Hình 2.1.1.1b:  nh màu RGB ả

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  sáng c aộ ủ  

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.  nh đa m cử Ả ứ  xám là  nh có s  chuy n d n m c xám t  tr ng sang đen. Th c t , m t giá tr  m cả ự ể ầ ứ ừ ắ ự ế ộ ị ứ  xám chính là s  t  h p c a ba giá tr  RGB (Red­ Green – Blue). Thông thự ổ ợ ủ ị ường 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 cứ ớ ứ  xám

Hình 2.1.1.1c:: Hình  nh đ ả ượ c chuy n sang m c xám ể 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 a m iơ ả ế ầ ấ ấ ệ ủ ỗ  

đi m  nhể ả  ( pixel ) trong m t b c  nh  ng v i m c xám tộ ứ ả ứ ớ ứ ương  ng. Ví d , m t  nhứ ụ ộ ả  

đa m cứ  xám s  d ng 8 bit, có 256 m c xám t  o t i 255. Lử ụ ứ ừ ớ ược đ  m c xám s  cóồ ứ ẽ  

tr cụ  hoành ch y t  0 t i 255 và tr c tung chính là t ng s  đi m  nh có m c xámạ ừ ớ ụ ổ ố ể ả ứ  

tươ   ng. Bi u đ  này tuy đ n gi n nh ng có nhi u  ng d ng trong các bài toánng ứ ể ồ ơ ả ư ề ứ ụ  

giãn độ  tương ph n và phân ngả ưỡng  nh ( bi n t   nh m c xám sang  nh nhả ế ừ ả ứ ả ị phân).

M t s  mô hình thộ ố ường được dùng đ  bi u di n  nh nh : mô hình toán h c,ể ể ễ ả ư ọ  

mô hình th ng kê,v.v  Trong mô hình toán h c,  nh hai chi u bi u di n nh  cácố ọ ả ề ể ễ ờ  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 ược coi 

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 : k  v ng toánư ỳ ọ  

h c, hi p bi n, phọ ệ ế ương sai và mômen

2.1.1.3  Tăng c ườ ng  nh ­ Khôi ph c  nh ả ụ ả  :  

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 k  thu t nh : l c đ  tạ ỹ 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  Bi n đ i  nh ế ổ ả  :  

Trong x  lý  nh do s  đi m  nh l n các tính toán nhi u (đ  ph c t p tính toánử ả ố ể ả ớ ề ộ ứ ạ  cao) đòi h i dung lỏ ượng b  nh  l n, th i gian tính toán lâu. Các phộ ớ ớ ờ ương pháp 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 s  d ng cácử ụ  phép toán tương đương ho c bi n đ i sang mi n x  lý khác đ  d  tính toán. Sau khiặ ế ổ ề ử ể ễ  

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 v  mi n xác đ nhể ư ề ề ị  ban đ u, các bi n đ i thầ 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  nh ả  :   

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  k  thu t hay dùng là dò biên, dán nhãnư ộ ả ầ ủ ề ả ộ ố ỹ ậ  vùng liên thông, phân vùng  nh…ả

2.1.1.6 Nh n d ng  nhậ 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 c tính chọ ặ ủ 

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 k  thu t này đ  nh n d ng khá thành côngụ ỹ ậ ể ậ ạ  nhi uề  đ i tố ượng khác nhau nh : nh n d ng vân tay, nhân d ng ch  (ch  cái, ch  sư ậ ạ ạ ữ ữ ữ ỗ 

có d u…).ấ

2.2Thu nh n  nh:  ậ ả  

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

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 nệ  

t  trừ ường, lo i th  nh t t o tín hi u đi n   đ u ra t  l  v i m c năng lạ ứ ấ ạ ệ ệ ở ầ ỷ ệ ớ ứ ượng mà bộ 

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

2.2.1.1 Lý thuy t v  cameraế ề  :

Hình 2.2.1.1: Hình  nh CCD camera ả

T ng quát có hai ki u camera: ki u camera dùng đèn chân không và ki uổ ể ể ể  camera 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 ườ  nghay được dùng h n camera đèn chân không. Camera bán d n cũng đơ ẫ ược g i là CCDọ  camera do dùng các thanh ghi d ch đ c bi t g i là thi t b  g p (Charge­Coupledị ặ ệ ọ ế ị ộ  Devices­ CCDs). Các CCD này chuy n các tín hi u  nh sang t  b  c m nh n ánhể ệ ả ừ ộ ả ậ  sáng b  tr    phía trổ ợ ở ước camera thành các tín hi u đi n mà sau đó đệ ệ ược mã hóa thành tín hi u TV. Lo i camera ch t lệ ạ ấ ượng cao cho tín hi u ít nhi u và có đ  nh yệ ễ ộ ậ  cao v i ánh sáng. Khi ch n camera c n chú ý đ n các th u kính t  18 đ n 108 mm. ớ ọ ầ ế ấ ừ ếSau đây là danh sách các nhà s n xu t:ả ấ

­ Pulnix America Inc, 770 Lucerne Drive, Sunnyvale, CA 84086. Tel. 408­773­1550; fax 408­737­2966. 

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

ph i s  hoá là phim âm b n ho c ch p  nh. Camera divicon và linh ki n bán d nả ố ả ặ ụ ả ệ ẫ  

phim và  nh ch p đả ụ ược g n trên m t ph ng ho c cu n quang tr ng. Vi c quét  nhắ ặ ẳ ặ ố ố ệ ả  thông qua tia sáng (ví d  tia Laser) trên  nh đ ng th i d ch chuy n m t phim ho cụ ả ồ ờ ị ể ặ ặ  quang tr ng tố ương đ i theo tia sáng. Trố ường h p dùng phim, tia sáng đi qua phim. ợBây 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 ệ  truy 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  hóa (nhị ỉ ờ 

m t PC) đ n t ng đi m b ng ph n m m. Thông thộ ế ừ ể ằ ầ ề ường thi t b  này có nhi uế ị ề  

chương trình con đi u khi n đ  có th  l p trình đề ể ể ể ậ ược thông qua ngôn ng  C. Khiữ  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 thu đế ị ả ố ả ấ ứ ỏ ả ượ  c

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 ộ phân 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 khả năng giao di n v i các chệ 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 đĩa vàồ ả ạ ứ  khi in

 M t s  thi t b  cho phép tu  ch n s  d ng c  hai ch  đ  văn b n và đ  hoộ ố ế ị ỳ ọ ử ụ ả ế ộ ả ồ ạ trên cùng m t màn hình ho c hai màn hình riêng bi t. M c dù chi ti t này là khôngộ ặ ệ ặ ế  

c n thi t, nh ng nó s  r t có giá tr  trong trầ ế ư ẽ ấ ị ường h p b  gi i h n v  không gian l pợ ị ớ ạ ề ắ  

đ t ho c kh  năng tài chính.ặ ặ ả

b)Màn hình video   :  

Hình 2.2.1.2b: Hình  nh màn hình video ả

M t s  nhà s n xu t (nh  Sony) s n xu t các lo i màn hình đen tr ng ch tộ ố ả ấ ư ả ấ ạ ắ ấ  

lượng cao. Nên s  d ng lo i màn hình ch t lử ụ ạ ấ ượng cao, vì màn hình ch t lấ ượng th pấ  

có th  làm b n nh m l n k t qu  M t màn hình 9 inch là đ  cho yêu c u làm vi c.ể ạ ầ ẫ ế ả ộ ủ ầ ệ  

Đ  hi n th   nh màu, nên dùng m t màn hình đa hể ể ị ả ộ ệ

c) Máy tính   :  

Hình 2.2.1.2c: Hình  nh máy tính ả

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 ắ  máy 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 k  vàế ế  

l c  nh có th  ch y trên b t k  h  th ng nào. Các chọ ả ể ạ ấ ỳ ệ ố ương trình con hi n th   nhể ị ả  

d ng v  m ch VGA và có s n trên đĩa kèm theo. Các chự ỉ ạ ẵ ương trình con hi n th   nhể ị ả  cũng h  tr  cho h u h t các v  m ch SVGA.ỗ ợ ầ ế ỉ ạ

K t qu  nh n d ng đế ả ậ ạ ượ ưc l u dưới d ng chu i các ký t  (character string)ạ 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 ộ trông 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 

thu c vào k t qu  x  lý c a chộ ế ả ử ủ ương trình qu n lý h  th ng Barrier s  đả ệ ố ẽ ược ti nế  hành đóng m  tở ương  ng.ứ

Người ta dùng h  t a đ  ba màu R­G­B (tệ ọ ộ ương  ng v i h  t a đ  x­y­z) đứ ớ ệ ọ ộ ể 

bi u di n màu nh  sau:ể ễ ư

Hình 2.22.1: H  t a đ  RGB ệ ọ ộ

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 ược tính 

b i:ở

=(++ ) = 1

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 ngể ễ ế ự ế ụ ộ ứ ụ ười 

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

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  

m c r i r c g iứ ờ ạ ọ  là lượng t  hoá.ử

2.2.3.2 L y M u: ấ ẫ  

L y m u là m t quá trình, qua đó  nh đấ ẫ ộ ả ượ ạc t o nên trên m t vùng có tính liênộ  

t c đụ ượ  chuy n thành các giá tr  r i r c theo t a đ  nguyên. Quá trình này g m 2c ể ị ờ ạ ọ ộ ồ  

l a ch n:ự ọ

­ M t là: kho ng l y m u.ộ ả ấ ẫ

­ Hai là: cách th  hi n d ng m u.ể ệ ạ ẫ

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

nh l y m u có th  đ c mô t  nh  vi c l a ch n m t t p các v  trí l y m u

trong không gian hai chi u liên t c. Đ u tiên mô t  qua quá trình l y m u m t chi uề ụ ầ ả ấ ẫ ộ ề  

v i vi c s  d ng hàmớ ệ ử ụ  delta: 

Ti p theo chúng ta đ nh nghĩa hàm răng lế ị ược v i các kho ng ớ ả Δx nh  sau:ư

v i ớ r là s  nguyên, ố Δx : kho ng l y m uả ấ ẫ

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 hàm liênẫ ớ ụ ể ư ậ ể ơ ả ể  

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 i nh  sau:ẫ ỗ ư

Đi u ki n khôi ph c  nh l y m u v   nh th t đề ệ ụ ả ấ ẫ ề ả ậ ược phát bi u t  đ nh lý l y m uể ừ ị ẫ ẫ  

Đ nh lý l y m u c a Shannon có th  m  r ng cho không gian hai chi u. Hàmị ẫ ẫ ủ ể ở ộ ề  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 ủ  Shannon khi đó s :ẽ

Δx  ;  Δy

c) Các d ng l y m u (Tesselation)   ạ ấ ẫ  :  

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 ẫ  không 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, tamạ ữ ậ  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 c đi mệ ể ệ ế ặ ể  liên thông c a chúng. Ví d , m u ch  nh t cóủ ụ ẫ ữ ậ  liên thông 4 ho c 8 (nói v  các m uặ ề ẫ  

li n k ); m u l c giác có liên thông 6; m u tam giác có liênề ề ẫ ụ ẫ  thông 3 ho c 6.ặ

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 d ng m u đi m  nh ạ ẫ ể ả

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

d ng hìnhạ  vuông. Nhi u trề ường h p  ng d ng có dùng đ n các các m u tam giácợ ứ ụ ế ẫ  

ho c l c giác.ặ ụ

2.2.3.3 Lượng t  hóa:ử  

Lượng t  hoá là m t quá trình lử ộ ượng hoá tín hi u th t dùng chung cho các lo iệ ậ ạ  

x  lý tínử  hi u trên c  s  máy tính. V n đ  này đã đệ ơ ở ấ ề ược nghiên c u k  lứ ỹ 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 nh  Panter vàề ả ị ủ ứ ư  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 t ế 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 u h n s  bitầ ả ế ổ ộ ậ ữ ạ ố  

đ  máyể  tính l u tr  ho c xư ữ ặ ử lý

Đ nh nghĩa ị : L ng t  hoá là ánh x  t  các s  th c mô t  giá tr  l y m u thành m tượ ử ạ ừ ố ự ả ị ấ ẫ ộ  

gi iả  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 l ượ ng t  theo L m c xám ử ứ

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 ng  nh,ộ ị ấ ẫ ố ự ạ ị ủ ặ ẳ ả  

và ZminZ’Zmax và gi  s  chúng ta mu n lả ử ố ượng hoá giá tr  đó thành m t trong cácị ộ  

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 a các kho ng li nặ ạ ể ữ ả ề  

k  . 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 ương pháp bi u di n  nh:ể ễ ả  

Sau bước s  hóa,  nh s  đố ả ẽ 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 s  đậ ế ấ ề ư ữ ả ầ ả ẽ ược bi u di n raể ễ  sao 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 (Run­length Code)ể ễ ạ

­ Bi u di n mã xích (Chain Code)ể ễ

­ Bi u di n mã t  phân (Quad Tree Code)ể ễ ứ

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

Phương pháp này hay dùng đ  bi u di n cho vùng  nh hay  nh nh  phân. M tể ể ễ ả ả ị ộ  vùng  nh 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 nh  chu i 0c ư ỗ  hay 1 đan xen. Các chu i này đỗ ược g i là m ch (run). Theo phọ ạ ương pháp này, m iỗ  

m ch s  đạ ẽ ược bi u di nể ễ   b i đ a ch  b t đ u c a m ch và chi u dài m ch theoở ị ỉ ắ ầ ủ ạ ề ạ  

d ng {<hàng,c t>,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  toàn bể ể ễ ủ ả ư ữ ộ 

nh, ng i

ả ườ  ta l u tr  dãy các đi m  nh nh  A, B…M. Theo phư 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 u di nể ễ  qua đi m  nh b t đ u A cùng v i chu i cácể ả ắ ầ ớ ỗ  t  mã. Đi u này đừ ề ược minh h a trongọ  hình dưới đây:

Hình 2.2.4.2: H ướ ng các đi m biên và mã t ể ươ ng  ng  ứ 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 m toànế ộ ồ  

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 pợ  

ngượ 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, ta ti pắ ọ ồ ấ ế  

t c chia thành 4 vùng con ti p và ki m tra tính đ ngụ ế ể ồ  nh t c a các vùng con đó. Quáấ ủ  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 mặ ể  

tr ng. Quá trình đó t o thành m t cây chia theo b n ph n g i là cây t  phân. Nhắ ạ ộ ố ầ ọ ứ ư 

v y,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, mô menấ ớ ạ ể ố ư  

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 k  thu t x  lý  nh, t n t iể ủ ỹ ậ ử ả ồ ạ  nhi uề  đ nh d ng  nh khác nhau t   nh đen tr ng (v i đ nh d ng IMG),  nh đa c pị ạ ả ừ ả ắ ớ ị ạ ả ấ  xám cho đ n  nhế ả  màu: (BMP, GIF, JPEG…). Tuy các đ nh d ng này khác nhau, songị ạ  chúng đ u tuân theo m t c uề ộ ấ   trúc chung nh t. Nhìn chung, m t t p  nh b t kấ ộ ệ ả ấ ỳ 

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  phân gi i,ộ ả  

s  bit dùngố  cho 1 pixel, cách mã hóa, v  trí b ng màu…ị ả

Trong quá trình x  lý  nh, đ u tiên ph i ti n hành đ c t p  nh và chuy n vàoử ả ầ ả ế ọ ệ ả ể  

b  nh  c aộ ớ ủ  máy tính dướ ại d ng ma tr n s  li u  nh. Khi l u tr  dậ ố ệ ả ư ữ ướ ại d ng t p,ệ  

nh là m t kh i g m m t s

ả ộ ố ồ ộ ố các byte. Đ  đ c đúng t p  nh ta c n hi u ý nghĩa cácể ọ ệ ả ầ ể  

ph n trong c u trúc c a t p  nh nh  đã nêuầ ấ ủ ệ ả ư  trên. Trước tiên, ta c n đ c ph n màoầ ọ ầ  

đ u (Header) đ  l y các thông tin chung và thông tin đi uầ ể ấ ề  khi n. Vi c đ c này sể ệ ọ ẽ 

d ng ngay khi ta không g p đừ ặ ượ  ch  ký (Ch  ký   đây thc ữ ữ ở ườ  đng ược hi uể  là m tộ  

mã ch  ra đ nh d ng  nh và đ i (version) c a nó) mong mu n.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 nó vàoị ả ọ  

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 d  li u  nhọ ố ữ ệ ả  vào b  nh  ta ti n hành nén d  li u  nh. Căn cộ ớ ế ữ ệ ả ứ vào phương pháp nén ch  ra trongỉ  

ph n Header ta gi i mã đầ ả ượ ảc  nh. Cu i cùng là khâu hi n  nh.ố ệ ả  D a vào s  li u  nhự ố ệ ả  

đã gi i nén, v  trí và kích thả ị ướ ảc  nh, cùng s  tr  giúp c a b ng màu  nh đự ợ ủ ả ả ượ  hi nc ệ  lên trên màn hình

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 t maộ  

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 aộ ủ  

nh t i v  trí đó

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

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 t lạ ỗ ắ ướ  icàng nh  thì ch t lỏ ấ ượng  nh càng cao. Trong kả ỹ thu t truy n hình tiên ti n, (m cậ ề ế ụ  đích là cung c p cho ngấ ười xem), hình  nh c n ch t lả ầ ấ ượng cao v i đ  phân gi iớ ộ ả  

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

Trong k  thu t tỹ ậ ương t , m t b c  nh thự ộ ứ ả ường được bi u di n dể ễ ướ ại d ng các 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 theo cácự  thông tin v  cề ường đ  sángộ  d c theo m t đọ ộ ường n m ngang trong  nh g c.  nh trênằ ả ố Ả  

m t chi c TV độ ế ược hi n lên qua cácệ  dòng quét này. M c dù thu t ng  "tặ ậ ữ ương t "ự  

được dùng đ  mô t  cho các  nh quét liên ti p nh ngể ả ả ế ư  th c t   nh ch  tự ế ả ỉ ương t  d cự ọ  theo hướng n m ngang. Nó là r i r c khi xét theo hằ ờ ạ ướng d c và chínhọ  vì v y mà tínậ  

hi u  nh là tín hi u lai n a tệ 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 hoá theoế ế ể ệ ề  tiêu chu nẩ  NTSC c a M  có kh  năng hi n th  x p x  525 dòng. Công ngh  truy nủ ỹ ả ể ị ấ ỉ ệ ề  hình ti n b  n  l c đế ộ ỗ ự ể cung c p cho chúng ta s  lấ ố ượng các dòng g p hai l n, choấ ầ  

đ  phân gi i t t h n là TV màn  nhộ ả ố ơ ả  r ng. M t TV có màn  nh l n h n 28 inchộ ộ ả ớ ơ  

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 dù nóả ệ ộ ố ư  

là 5 inch hay là 50 inch. Màn  nhả  l n nh t c a lo i TV dòng quét xen k  mà m tớ ấ ủ ạ ẽ ắ  

người có kh  năng phân bi t đả ệ ượ ừc t  kho ng cáchả  thông thường vào kho ng 3 mét.ả

bi u di n để ễ ược là 256. M i m c xám đỗ ứ ược bi u di n dể ễ ướ ạ  là m t s  nguyêni d ng ộ ố  

n m trong kho ng t  0 đ n 255, v i m c 0 bi u di n cho m c cằ ả ừ ế ớ ứ ể ễ ứ ường đ  đenộ  nh tấ  

và 255 bi u di n cho m c cể ễ ứ ường đ  sáng nh t.ộ ấ   nh nh  phân khá đ n gi n, cácẢ ị ơ ả  

ph n t   nh có th  coi nh  các ph n t  logic.  ng d ngầ 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 đ  phân bi t đi mả ớ ề ể ệ ể  biên v iớ  

đi m khác.ể

2.2.6.2 Ảnh màu: 

nh màu theo lý thuy t c a Thomas là  nh t  h p t  3 màu c  b n: đ  (R),

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 ộ  chính. 

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 ỗ  màu 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 ả  màu l n g p 3 l n m t  nh đaớ ấ ầ ộ ả  c p xám cùng kích c ấ ỡ

2.3Các ph  ương pháp phát hi n  nh:ệ ả  

2.3.1 Gi i thi u biên và k  thu t phát hi n biên.  ớ ệ ỹ 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 i làộ ề ứ ặ ụ ả ị ể ọ  

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 o thànhậ ợ ể ế ạ  

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 sử 

a) Đường biên lý tưở     b) Đng ường biên b c thangậ         c) Đường biên 

th cự

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

Các khái ni m và đ nh nghĩa tóm t t trên là c  s  giúp ta hi u và dùng đ  hi uệ ị ắ ơ ở ể ể ể  cách xây d ng, thi t k  các k  thu t phát hi n biên  nh.ự ế ế ỹ ậ ệ ả

Chú ý: Phát hi n biên là m t ph n trong phân tích  nh, sau khi đã l c  nh (hayệ ộ ầ ả ọ ả  

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 ưới đây. 

Vi c dò và tìm biên  nh làệ ả  m t trong các đ c tr ng thu c kh i trích ch n đ c tr ng.ộ ặ ư ộ ố ọ ặ ư

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

2.3.1.2 Phân lo i các k  thu t phát hi n biênạ ỹ 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 nệ  biên nh  sauư  (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 a vàoủ ế ự  

s  bi nự ế  thiên độ sáng c a đi m  nh đ  làm n i biên b ng k  thu t đ o hàm.ủ ể ả ể ổ ằ ỹ 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 được g i chung là phọ ương 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 vàoự  công c  toán h cụ ọ  là nguyên lý quy ho ch đ ng và đạ ộ ượ  g i là phc ọ ương pháp dò biên 

t ng th  Phổ ể ương pháp dò biên tr c ti p có hi u qu  và ít b  tác đ ng c a nhi u.ự ế ệ ả ị ộ ủ 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 ấ  thu được các vùng  nh khác nhau thì đả ường phân cách gi a các vùng đó chính làữ  biên. 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 t khiặ ư ụ ố  

s  bi n thiên đ  sáng nh ự ế ộ ỏ

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

2.3.1.3 Quy trình phát hi n biênệ  :  

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 k  thu t n i biên gây tác d ng ph  là gâyc   ị ị ằ ỹ ậ ổ ụ ụ  nhi 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  ương pháp phát hi n biên c c bệ ụ ộ :  

2.3.2.1 Phương 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 iổ  

m c xám c a đi m  nh (theo hai hứ ủ ể ả ướng x, y trong b i c nh x  lý  nh hai chi u)ố ả ử ả ề  

f(.) đ t c c đ i khi ạ ự ạ  = 0

t c là:ứ

      Hình 3.2.1: Tính đ o hàm theo Gradient ạ

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 pháp Gradient, 

người ta sử  d ng k  thu t Gradient dùng c p m t n  ụ ỹ ậ ặ ặ ạ H1, H2  tr c giao (theo 2ự  

hướng vuông góc). N u đ nhế ị  nghĩa g1, g2 là Gradient theo hai hướng x, y tướng  ngứ  thì biên đ  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), 4­lân c nậ

2.3.2.2 K  thu t Laplace:ỹ ậ  

Đ  kh c ph c h n ch  và nhể ắ ụ ạ ế ược đi m c a phể ủ ương pháp Gradient, trong đó sử

d ng đ o hàm riêng b c nh t ngụ ạ ậ ấ ười ta nghĩ đ n vi c s  d ng đ o hàm riêng b cế ệ ử ụ ạ ậ  hai

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 ề  chuy 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

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

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

ả ố  hay  nh đã th c hi n phép l c Laplace. ả ự ệ ọ

Cách ti p c n t i  u nh m xác đ nh m tế ậ ố ư ằ ị ộ  hàm (m t b  l c), làm gi m phộ ộ ọ ả ươ  ngsai  ho c gi m m t s  đi m c c tr  c c bặ ả ộ ố ể ự ị ụ ộ

2.4Phân vùng  nh:  ả  

2.4.1 Gi i thi u:  ớ ệ  

Phân vùng  nh là bả ước then ch t trong x  lý  nh. Giai đo n này nh m phânố ử ả ạ ằ  tích  nh thànhả   nh ng thành ph n có cùng tính ch t nào đó d a theo biên hay cácữ ầ ấ ự  vùng liên thông. Tiêu chu n đẩ ể  xác đ nh các vùng liên thông có th  là cùng m cị ể ứ  xám, cùng màu hay cùng đ  nhám  Trộ ước h tế  c n làm rõ khái ni m "vùng  nh"ầ ệ ả  (Segment) và đ c đi m v t lý c a vùng.ặ ể ậ ủ  

trong m t vùng  nh có đ  bi n thiên giá tr  m c xámộ ả ộ ế ị ứ  tương đ i đ ng đ u hay tínhố ồ ề  

2.4.2 Phân vùng  nh theo ng  ả ưỡng 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 t v tặ ơ ả ầ ế ấ ủ ả ộ ấ ậ  

lý 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 n ánhộ ộ ả ế ả ồ ạ ể ả  vùng có nhi t đ  th pệ ộ ấ  hay vùng có nhi t đ  cao. K  thu t phân ngệ ộ ỹ ậ ưỡng theo biên 

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  nh X­ị ư ả ồ ọ ả ảquang. 

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 ước   c a toàn b  s  m u là th pη ủ ộ ố ẫ ấ  

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 biên đồ ủ ữ ể ộ 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 iả ớ  Gradient l n nh t s  coi nh  biên) s  cho phép xác đ nh các đ c tínhớ ấ ẽ ư ẽ ị ặ   nh lả ưỡng c cự  

Hình 2.4.2: L ượ c đ  r n l ồ ắ ượ n và cách ch n ng ọ ưỡ ng

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

K  thu t phân vùng  nh thành các mi n đ ng nh t d a vào các tính ch t quanỹ ậ ả ề ồ ấ ự ấ  

tr ng nào đó c a mi n  nh. Vi c l a ch n các tính ch t c a mi n s  xác đ nh tiêuọ ủ ề ả ệ ự ọ ấ ủ ề ẽ ị  chu n phânẩ  vùng. Tính đ ng nh t c a m t mi n  nh là đi m ch  y u xác đ nh tínhồ ấ ủ ộ ề ả ể ủ ế ị  

hi u qu  c a vi c phân vùng. Các tiêu chu n hay đệ ả ủ ệ ẩ ược dùng là s  thu n nh t vự ầ ấ ề 

m c xám, màu s c đ i v i  nh màu, k t c u s i vàứ ắ ố ớ ả ế ấ ợ  chuy n đ ng.ể ộ  Các phương pháp phân vùng  nh theo mi n đ ng nh t thả ề ồ ấ ường áp d ng là :ụ

Phương pháp tách cây t  phânứ

Phương pháp c c bụ ộ

Phương pháp t ng h pổ ợ

2.4.3.1 Phương pháp tách cây t  phânứ  :  

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

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, vi cỏ ệ  phân đo n coi nh  k t thúc.Trong trạ ư ế ường h p ngợ ượ ạc l i, chia mi n đang xét thành 4ề  

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 ương pháp 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

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 ấ  trong mi n đang xét. N u :ề ế

/* Gi  thi t  nh có t i đa 255 m c xám ả ế ả ố ứ

(N1, M1), (N2, M2) là t a đ  đi m đ u và đi m cu i c a mi n; T là ng ọ ộ ể ầ ể ố ủ ề ưỡ ng. */ Begin

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

Thu t toán này t o nên m t cây mà m i nút cha có 4 nút con   m i m c trậ ạ ộ ỗ ở ọ ứ ừ 

m c ngoàiứ  cùng. Vì th , cây này có tên là cây t  phân. Cây cho ta hình  nh rõ nét vế ứ ả ề 

c u trúc phân c p c aấ ấ ủ  các vùng tương  ng v i tiêu chu n.ứ ớ ẩ

M t vùng th a mãn đi u ki n s  t o nên m t nút lá; n u không nó s  t o nênộ ỏ ề ệ ẽ ạ ộ ế ẽ ạ  

m t nút trongộ  và có 4 nút con tương  ng. Ti p t c nh  v y cho đ n khi phân chiaứ ế ụ ư ậ ế  xong đ  đ t các vùng đ ngể ạ ồ  nh t.ấ

2.4.3.2 Phương pháp c c bụ ộ :  

Ý tưởng c a phủ ương pháp là xét  nh t  các mi n nh  nh t r i n i chúng l iả ừ ề ỏ ấ ồ ố ạ  

n u th a mãnế ỏ  tiêu chu n đ  đẩ ể ược m t mi n đ ng nh t l n h n. Ti p t c v i cácộ ề ồ ấ ớ ơ ế ụ ớ  

mi n thu đề ược cho đ n khiế  không th  n i thêm để ố ược n a. S  mi n còn l i cho taữ ố ề ạ  

k t qu  phân đo n. Nh  v y, mi n nh  nh tế ả ạ ư ậ ề ỏ ấ  c a bủ ước xu t phát là đi m  nh.ấ ể ả  

Phương pháp này hoàn toàn ngược v i phớ ương pháp tách. Song đi u quanề  

tr ng   đây làọ ở  nguyên lý n i 2 vùng. Vi c n i 2 vùng đố ệ ố ược th c hi n theo nguyênự ệ  

V i 4 liên thông m tớ ộ  đi m  nh ể ả I(x,y) s  có 4 k  c n theo 2 hẽ ế ậ ướng x và y ; trong khi 

đó v i 8 liên thông, đi m ớ ể I(x,y) s  ẽ có 4 liên thông theo 2 hướng x, y và 4 liên thông 

khác theo hướng chéo 45 độ.

4 liên thông          8 liên thông

Hình 2.4.3.2: Khái ni m 4 liên thông và 8 liên thông ệ

D a theo nguyên lý c a phự ủ ương pháp n i, ta có 2 thu t toán :ố ậ

­ Thu t toán tô màu (Blob Coloring) : s  d ng khái ni m 4 liên thông, dùng m tậ ử ụ ệ ộ

c a s  di chuy n trên  nh đ  so sánh v i tiêu chu n n i.ử ổ ể ả ể ớ ẩ ố

­ Thu t toán đ  quy c c b : s  d ng phậ ệ ự ộ ử ụ ương pháp tìm ki m trong m t cây đế ộ ể làm

tăng kích thước vùng

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

Hai phương pháp n i (h p) và tách đ u có nhố ợ ề ược đi m. Phể ương pháp tách sẽ 

t o nên m tạ ộ  c u trúc phân c p và thi t l p m i quan h  gi a các vùng. Tuy nhiên,ấ ấ ế ậ ố ệ ữ  

nó th c hi n vi c chia quáự ệ ệ  chi ti t. Phế ương pháp h p cho phép làm gi m s  mi nợ ả ố ề  liên thông xu ng t i thi u, nh ng c u trúcố ố ể ư ấ  hàng ngang dàn tr i, không cho ta th y rõả ấ  

m i liên h  gi a các mi n.ố ệ ữ ề

Vì nhược đi m này, ngể ười ta nghĩ đ n ph i h p c  2 phế ố ợ ả ương pháp. Trướ  ctiên, dùng phương pháp tách đ  t o nên cây t  phân, phân đo n theo hể ạ ứ ạ ướng t  g cừ ố  

đ n lá. Ti p theo, ti nế ế ế   hành duy t cây theo chi u ngệ ề ượ ạc l i và h p các vùng cóợ  cùng tiêu chu n. V i phẩ ớ ương pháp này ta thu được m t c u trúc  nh v i các mi nộ ấ ả ớ ề  liên thông có kích thướ ố  đa. c t i

Gi i thu t tách h p g m m t s  bả ậ ợ ồ ộ ố ước chính sau:

­ Ki m tra tiêu chu n đ ng nh t ể ẩ ồ ấ :

 N u không th a mãn tiêu chu n đ ng nh t và s  đi m trong m t vùng nhi uế ỏ ẩ ồ ấ ố ể ộ ề  

h n 1, táchơ  vùng  nh làm 4 mi n (trên, dả ề ưới, ph i, trái) b ng cách đ  quy. N u k tả ằ ệ ế ế  

N u tiêu chu n đ ng nh t th a mãn thì ti n hành h p vùng và c p nh t l i giáế ẩ ồ ấ ỏ ế ợ ậ ậ ạ  

tr  trungị  bình c a vùng cho vùng này.ủ

­ H p vùng ợ :

Ki m tra 4 lân c n nh  đã nêu trên. Có th  có nhi u vùng th a mãn. Khi đó,ể ậ ư ể ề ỏ  

ch n vùngọ  t i  u nh t r i ti n hành h p.ố ư ấ ồ ế ợ

2.4.4 Phân vùng  nh theo k t c u b  m t  ả ế ấ ề ặ :  

2.4.3.1  Phương pháp c u trúcấ  :

K t c u s i có c u trúc thu n nh t là nh ng texels xác đ nh, mà s  xu t hi nế ấ ợ ấ ầ ấ ữ ị ự ấ ệ  

l p đi l p l iặ ặ ạ  tuân theo m t lu t t t đ nh hay ng u nhiên nào đ y. M t texel v  th cộ ậ ấ ị ẫ ấ ộ ề ự  

t  là m t nhóm các đi mế ộ ể   nh có cùng m t s  tính ch t b t bi n l p trên  nh. M tả ộ ố ấ ấ ế ặ ả ộ  texel cũng có đ nh nghĩa theo m c xám,ị ứ  theo b  m t hay tính đ ng nh t đ i v i m tề ặ ồ ấ ố ớ ộ  

s  các tính ch t nh  kích thố ấ ư ước, hướng, lược đ  b cồ ậ  hai (ma tr n tậ ương tranh). 

V i các texel đớ ược phân b  ng u nhiên, tính k t c u s i tố ẫ ế ấ ợ ương  ng c a nóứ ủ  

được coi là y uế  (Weak) ngược v i qui lu t phân b  t t đ nh g i là kh e (Strong).ớ ậ ố ấ ị ọ ỏ  Khi tính k t c u s i là y u, lu tế ấ ợ ế ậ  phân b  có th  đo b i:ố ể ở

­ M t đ  gậ ộ ờ

­ Các lo t dài c a các texel liên thông t i đaạ ủ ố

­ M t đ  c c tr  tậ ộ ự ị ương đ i; s  pixel trên m t đ n v  di n tích có m c xám c cố ố ộ ơ ị ệ ứ ự  

tr  đ aị ị  phương so v i các lân c n.ớ ậ

Ngoài hai cách ti p c n trên, ngế ậ ười ta còn dùng cách ti p c n khác b ng cáchế ậ ằ  

l y t  h p 2ấ ổ ợ  cách trên và g i là k  thu t ọ ỹ ậ mosaic. Mô hình này bi u di n các quáể ễ  trình h c ng u nhiên, thí dọ ẫ ụ nh  kh m ng u nhiên hay đ u c a m t m t ph ng vàoư ả ẫ ề ủ ộ ặ ẳ  các đường cong l i s  làm n i lên tính k tồ ẽ ổ ế  c u t  bào.ấ ế

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

Khi đ i tố ượng xu t hi n trên m t n n có tính k t c u cao, vi c phân đo n d aấ ệ ộ ề ế ấ ệ ạ ự  vào tính k tế  c u tr  nên quan tr ng. Nguyên nhân là k t c u s i thấ ở ọ ế ấ ợ ường ch a m tứ ậ  

đ  cao các g  (edge) làm choộ ờ  phân đo n theo biên kém hi u qu , tr  phi ta lo i tínhạ ệ ả ừ ạ  

k t c u. Vi c phân đo n d a vào mi n đ ngế ấ ệ ạ ự ề ồ  nh t cũng có th  áp d ng cho các đ cấ ể ụ ặ  

tr ng k t c u và có th  dùng đ  phân đo n các mi n có tínhư ế ấ ể ể ạ ề  k t c u.ế ấ  

Nhìn chung, vi c phân lo i và phân vùng d a vào k t c u là m t v n đ  ph cệ ạ ự ế ấ ộ ấ ề ứ  

t p.   đây,ạ Ở  tài li u ch  mang tính ch t gi i thi u. Có th  gi i quy t v n đ  nàyệ ỉ ấ ớ ệ ể ả ế ấ ề  trong th c t  n uự ế ế  ta bi t trế ướ  các lo i k t c u (d a vào quy lu t hay các phân bc ạ ế ấ ự ậ ố 

c a nó).ủ

2.5 Nh n d ng  nh:  ậ ạ ả  

2.5.1Gi i thi u:  ớ ệ  

Nh n d ng  nh là giai đo n cu i c a các h  th ng x  lý  nh. Nh n d ng  nhậ ạ ả ạ ố ủ ệ ố ử ả ậ ạ ả  

d a trên lýự  thuy t nh n d ng (Pattern Recognition) đã đế ậ ạ ược đ  c p trong nhi u sáchề ậ ề  

v  nh n d ng. Trong lýề ậ ạ  thuy t v  nh n d ng nói chung và nh n d ng  nh nói riêngế ề ậ ạ ậ ạ ả  

có ba cách ti p c n khác nhau:ế ậ

­Nh n d ng d a vào phân ho ch không gian.ậ ạ ự ạ

­Nh n d ng d a vào c u trúc.ậ ạ ự ấ

­Nh n d ng d a vào k  thu t m ng n ron.ậ ạ ự ỹ ậ ạ ơ

Hai cách ti p c n đ u là cách ti p c n kinh đi n. Các đ i tế ậ ầ ế ậ ể ố ượng  nh quan sátả  

và thu nh nậ  được ph i tr i qua giai đo n ti n x  lý nh m tăng cả ả ạ ề ử ằ ường ch t lấ ượng, làm n i các chi ti t, ti p theoổ ế ế  là trích ch n và bi u di n các đ c tr ng, cu i cùngọ ể ễ ặ ư ố  

m i là giai đo n nh n d ng. Cách ti p c n thớ ạ ậ ạ ế ậ ứ ba hoàn toàn khác. Nó d a vào cự ơ 

ch  đoán nh n, l u tr  và phân bi t đ i tế ậ ư ữ ệ ố ượng mô ph ng theoỏ  ho t đ ng c a hạ ộ ủ ệ 

d a theo nh ng quy lu t vàự ữ ậ  m u chu n. Quá trình nh n d ng d a vào nh ng m uẫ ẩ ậ ạ ự ữ ẫ  

h c bi t trọ ế ước g i là ọ nh n d ng có th y  ậ ạ ầ hay h c có th y ọ ầ  (supervised learning), trong 

nh ng trữ ường h p ngợ ượ ạ ọ là h c không có th yc l i g i  ọ ầ  Chúng ta s  l n lẽ ầ ượt gi iớ  

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

2.5.3.1  Mô hình:  

Trong nh n d ng ngậ ạ ười ta chia thành hai h  l n:ọ ớ

­ H  mô t  theo tham s ọ ả ố

­ H  mô t  theo c u trúc.ọ ả ấ

Cách mô t  đả ượ ực l a ch n s  xác đ nh mô hình c a đ i tọ ẽ ị ủ ố ượng. Nh  v y,ư ậ  chúng ta s  có haiẽ  lo i mô hình: ạ mô hình tham s   ố và mô hình c u trúc ấ

a) Mô hình tham s :  ố

S  d ng m t vect  đ  đ c t  đ i tử ụ ộ ơ ể ặ ả ố ượng. M i ph n t  c a vect  mô tỗ ầ ử ủ ơ ả m tộ  

đ c tính c a đ i tặ ủ ố ượng. Thí d  nh  trong các đ c tr ng ch c năng, ngụ ư ặ ư ứ ười ta sử 

d ng các hàmụ  cơ s  tr c giao đ  bi u di n.ở ự ể ể ễ

Vi c l a ch n phệ ự ọ ương pháp bi u di n s  làm đ n gi n cách xây d ng. Tuyể ễ ẽ ơ ả ự  nhiên vi c l aệ ự  ch n đ c tr ng nào là hoàn toàn ph  thu c vào  ng d ng. Thí d ,ọ ặ ư ụ ộ ứ ụ ụ  trong nh n d ng ch , các thamậ ạ ữ  s  là các d u hi u:ố ấ ệ

­ S  đi m ch c ba, ch c t ố ể ạ ạ ư

­ S  đi m chu trình.ố ể

­ S  đi m ngo t.ố ể ặ

­ S  đi m k t thúc.ố ể ế