bagia_khatmaum
New Member
Download miễn phí Luận văn Đếm số đối tượng trên video dùng FPGA
Mục lục
Chương 1 8
Tổng quan về xử lý ảnh 8
1.1 Xử lý ảnh là gì ? 8
1.2 Những vấn đề cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh 13
1.2.1 Điểm ảnh (Picture Element) 13
1.2.2 Độ phân giải của ảnh 13
1.2.3 Mức xám của ảnh 13
1.2.5 Các thành phần cơ bản của hệ thống xử lý ảnh 15
1.3 Những vấn đề khác trong xử lý ảnh 15
1.3.1 Biến đổi ảnh (Image Transform) 15
1.3.2 Biểu diễn ảnh : 15
1.3.3 Tăng cường ảnh – khôi phục ảnh: 16
1.3.4 Phân tích ảnh – nhận dạng ảnh : 16
1.3.5 Nén ảnh 16
Chương 2 17
Ánh sáng, màu sắc và thu nhận ảnh 17
2.1 Ánh sáng. 17
2.2 Màu sắc 18
2.2.1 Hệ màu 18
2.2.2 Biểu diễn màu 21
2.2.3 Hệ tọa độ màu 22
2.3 Các thiết bị thu nhận ảnh và kỹ thuật phân tích màu. 23
2.3.1 Thiết bị thu nhận ảnh 23
2.3.2 Thiết bị nhận ảnh. 24
2.4 Lấy mẫu và lượng tử hóa ( Image Sampling and Quantization) 24
2.4.1 Lấy mẫu 25
2.4.2 Lượng tử hóa 28
2.4.3 Quét ảnh 28
Chương 3 30
Các phương pháp xử lý ảnh 30
3.1 Xử lý điểm ảnh : 30
3.1.1 Biến ảnh màu thành ảnh xám : 30
3.1.2 Lược đồ xám : 31
3.1.3 Nhị phân hóa ảnh : 31
3.2 Các phương pháp lọc ảnh : 32
3.2.1 Lọc tuyến tính : 32
3.2.2 Lọc phi tuyến : 32
3.3 Các phương pháp phát hiện biên : 33
3.4 Phân vùng ảnh : 33
3.5 Các ứng dụng trong xử lý ảnh : 34
3.5.1 Nhận dạng chữ viết, số : 34
3.5.2 Nhận dạng vân tay : 34
3.5.3 Nhận dạng khuôn mặt : 35
Chương 4: 36
Giới thiệu Video Starter Kit 36
4.1 ML 402 Board : 36
4.2 Video Input Output Daughter Card - VIODC : 37
4.3 Phần mềm ISE : 38
4.3.1 First In First Out – Fifo : 40
4.3.2 Random Access Memory – Ram : 41
4.3.3 Read Only Memory – Rom : 42
Chương 5: 44
Thực nghiệm 44
5.1 Sơ đồ khối xử lý ảnh : 44
5.2 Thu nhận dữ liệu ảnh : 45
5.3 Thuật toán đánh nhãn : 47
5.4 On Screen Display ( OSD ) : 51
5.4.1 Tạo font chữ số : 52
5.4.2 Truy xuất từ Rom : 52
5.4.3 Định vị trí hiển thị trên monitor : 53
5.5 Mô phỏng thuật toán : 54
5.7 Áp dụng thuật toán thực tế trên board : 59
5.8 Đề xuất mở rộng đề tài : 60
5.8.1 Ưu điểm : 60
5.8.2 Khuyết điểm : 60
5.8.3 Hướng phát triển : 60
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ước sóng khác nhau chiếu vào quả táo đỏ, hệ thống hàng tỉ phân tử sắc tố trên bề mặt của quả táo hấp thụ tất cả các bước sóng ngoại trừ bước sóng màu đỏ. Kết quả là ánh sáng phản xạ có hàm c() gây ra cảm nhận màu đỏ. Các sắc tố lấy đi những bước sóng và hỗn hợp của hai loại sắc tố khác nhau sẽ tạo ra ánh sáng phản xạ mà bước sóng ngăn hơn. Đó là hệ màu trừ (subtractive color system). Ví dụ, khi hai thứ mực có màu khác nhau được trộn để tạo một màu khác cũng được gọi là hệ màu trừ.Ba màu cơ bản của hệ màu trừ là vàng (Y), lục lam (cyan) và tím (M), chúng là những màu thứ cấp của hệ màu cộng. Ba màu này được biểu diễn trên hình 1.6. Bằng việc trộn các màu đó với những hàm lượng thích hợp, có thể tạo ra một dãy màu rộng. Trộn màu vàng và màu lục lam tạo ra màu lục. Trộn màu vàng và màu tím tạo ra màu đỏ. Trộn màu lục lam và màu tím tạo ra màu lam. Do vậy ba màu : đỏ, lục và lam, những màu cơ bạn cũa hệ màu cộng lại là những màu thứ cấp của hệ màu trừ. Khi tất cả 3 màu Y, C, M kết hợp với nhau theo số lượng bằng nhau sẽ tạo ra màu đen, các sắc tố hấp thụ tất cả các bước sóng ánh sáng nhìn thấy.
Một điều cần chú ý là : hệ màu trừ khác một cách cơ bản với hệ màu cộng. Trong hệ màu cộng, khi chúng ta thêm các màu với các bước sóng khác nhau, ánh sáng nhận được gồm nhiều bước sóng hơn. Chúng ta bắt đầu với màu đen, tương ứng với không có ánh sáng. Khi chúng ta đi từ màu cơ bản (RGB) đến các màu thứ cấp (YCM) và rồi đến màu trắng, chúng ta làm tăng các bước sóng trong ánh sáng nhận được. Trong hệ màu trừ, chúng ta bắt đầu với màu trắng, tương ứng với không có sắc tố. Khi chúng ta đi từ màu cơ bản(YCM) đến các màu thứ cấp (RGB) rồi đến màu đen, chúng ta làm giảm những bước sóng trong ánh sáng phản xạ nhận được.
Hình 2.3 : Hệ màu trừ (YCM)
Trong một hệ màu cộng, chúng ta có thể coi ánh sáng đỏ, lục, lam là kết quả của ánh sáng trắng đi qua ba bộ lọc thông dải khác nhau. Trộn hai màu có thể coi như ánh sáng trắng đi qua một bộ lọc tổ hợp song song của hai bộ lọc thông dải tương ứng. Trong hệ màu trừ, chúng ta có thể coi các ánh sáng màu vàng, lục lam và tím như là kết quả của ánh sáng trắng đi qua ba bộ lọc chặn dải khác nhau. Trộn hai màu có thể coi là kết quả của ánh sáng trắng đi qua hai bộ lọc chặn dải tương ứng đặt nối tiếp
2.2.2 Biểu diễn màu
Ánh sáng màu là tổ hợp của ánh sáng đơn sắc. Mắt thường chỉ có thể cảm nhận được vài chục màu, song lại có thể phân biệt được tới vài ngàn màu. Có 3 thuộc tính chủ yếu trong cảm nhận màu:
Brightness: sắc màu, còn gọi là độ chói.
Hue: sắc lượng, còn gọi là sắc thái màu.
Saturation: độ bão hòa.
Với bước sóng đơn sắc, độ hue tương ứng với bước sóng λ. Độ bão hòa thay đổi nhanh nếu ta thêm lượng ánh sáng trắng.
Theo lý thuyết 3 màu, phân bố phổ mang năng lượng của một nguồn sáng màu kí hiệu là C(λ) và tổ hợp màu theo 3 nguyên tắc 3 màu được mô tả như sau:
Vẽ hình 2.3 trang 19 sách
Do đó, αi (C) = Si(λ)c(λ)d λ với i = 1,2,3.
Trong đó αi (C) gọi là đáp ứng phổ (spectral resposes).
Phương trình trên gọi là phương trình biểu diễn màu. Nếu C1() và C2() là hai phân bố phổ năng lượng tạo nên các đáp ứng phổ α1 (C1) và α2 (C2) mà αi (C1) = αi (C2) với i=1,2,3 thì hai màu C1 và C2 là như nhau
2.2.3 Hệ tọa độ màu
Như đã nói ở trên một màu là tổ hợp của các màu cơ bản theo một tỉ lệ nào đấy. Như vậy một pixel ảnh màu kí hiệu Px được viết thành:
Px =
Người ta dùng hệ tọa độ 3 màu R-G-B (tương ứng với hệ tọa độ x,y,z) để biểu diễn màu như sau:
Hình 2.4 : Hệ tọa độ màu
Trong cách biểu diễn này ta có công thức: đỏ + lục + lơ = 1. Công thức này gọi là công thức Maxwell. Trong hình vẽ trên, tam giác tạo bởi ba đường đứt đoạn gọi là tam giác Maxwell. Ta cũng có thể chuyển từ hệ tọa độ 3 màu về hệ tọa độ x-y-z.
Hệ tọa độ màu do CIE đề xuất có tác dụng như một hệ quy chiếu và không biểu diễn hết các màu. Trên thực tế, phụ thuộc vào các ứng dụng khác nhau người ta đưa ra các hệ biểu diễn màu khác nhau. Thí dụ:
Hệ RGB
Hệ CMY (Cyan Magenta Yellow): thường dùng cho in ảnh màu;
Hệ YIQ: cho truyền hình màu.
2.3 Các thiết bị thu nhận ảnh và kỹ thuật phân tích màu.
Hai thành phần cho công đoạn này là linh kiện nhạy với phổ năng lượng điện từ trường, loại thứ nhất tạo tín hiệu điện ở đầu ra tỷ lệ với mức năng lượng mà bộ cảm biến ( thay mặt là camera); loại thứ hai là bộ số hoá.
2.3.1 Thiết bị thu nhận ảnh
Máy chụp ảnh, camera có thể ghi lại hình ảnh (phim trong máy chụp, vidicon trong camera truyền hình). Có nhiều loại máy cảm biến (Sensor) làm việc với ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại như: Micro Densitometers, Image Dissector, Camera Divicon, linh kiện quang điện bằng bán dẫn. Các loại cảm biến bằng chụp ảnh phải số hoá là phim âm bản hay chụp ảnh. Camera Divicon và linh kiện bán dẫn quang điện có thể cho ảnh ghi trên băng từ có thể số hoá. Trong Micro Densitometer phim và ảnh chụp được gắn trên mặt phẳng hay cuốn quang trống.
Việc quét ảnh thông qua tia sáng (ví dụ tia Laser) trên ảnh đồng thời dịch chuyển mặt phim hay quang trống tương đối theo tia sáng. Trường hợp dùng phim, tia sáng đi qua phim.
Camera thường có hai kiểu: kiểu camera dùng đèn chân không và kiểu camera chỉ dùng bán dẫn. Trong lĩnh vực thu nhận ảnh, camera bán dẫn thường được dùng hơn camera đèn chân không. Camera bán dẫn cũng được gọi là CCD camera do dùng các thanh ghi dịch đặc biệt gọi là thiết bị gộp (Charge-Coupled Devices- CCDs). Các CCD này chuyển các tín hiệu ảnh sang từ bộ cảm nhận ánh sáng bổ trợ ở phía trước camera thành các tín hiệu điện mà sau đó được mã hóa thành tín hiệu TV. Loại camera chất lượng cao cho tín hiệu ít nhiễu và có độ nhậy cao với ánh sáng.
2.3.2 Thiết bị nhận ảnh.
Chức năng của thiết bị này là số hóa một băng tần số cơ bản của tớn hiệu truyền hình cung cấp từ một camera, hay từ một đầu máy VCR. Ảnh số sau đó được lưu trữ trong bộ đệm chính. Bộ đệm này có khả năng được địa chỉ hóa (nhờ một PC) đến từng điểm bằng phần mềm.
1. Thiết bị có khả năng số hóa ảnh ít nhất 8 bit (256 mức xám) và ảnh thu được phải có kích thước ít nhất là 512×512 điểm hay hơn.
2. Thiết bị phải chứa một bộ đệm ảnh để lưu trữ một hay nhiều ảnh có độ phân giải 512×512 điểm ảnh.
Như đã nói ở trên các thiết bị thu nhận ảnh thông thường gồm camera cộng với bộ chuyển đổi tương tự số AD (Analog to Digital) hay máy scanner. Các thiết bị thu nhận ảnh này có thể cho ảnh trắng đen B/W (Black & White) với mật độ từ 400 đến 1600 dpi (dot per inch) hay ảnh màu 600dpi. Với ảnh B/W mức màu z là 0 hay 1. Với ảnh xám đa cấp, mức xám biến thiên từ 0 đến 255. Ảnh màu mỗi điểm lưu trữ trong 3 byte nên ta có 28x3 = 224 màu (khoảng 16,7 triệu màu)
Khi dùng scanner, một dòng photodiot sẽ quét ngang qua ảnh và cho ảnh với độ phân giải ngang khá tốt. Đầu ra của scanner là ảnh ma trận số mà ta quen gọi là bản đồ ảnh (Bitmap). Với ảnh màu có nhiều cách hiển thị màu khác nhau. Theo lý thuyết màu d...