Chương 1 GIỚI THIỆU 1. Tên đề tài Nghiên cứu kỹ thuật nhận dạng chữ số qua hình anh và xây dựng ứng dụng nạp the điện thoại trên nền Windows phone. Mô tả bài toán • Đặt van đề: Đối với mọi chiếc điện thoại di động, việc nạp tiền đế sử dụng là những công việc thường xuyên. Hình thức nạp tiền phố biến hiện nay vẫn là nạp thông qua tấm thè điện thoại được nhà mạng in sẵn và cung cấp tới tay người tiêu dùng.
Với cú pháp nạp the cơ bán của các nhà mạng tại Việt Nam hiện nay M là * a_so_the_nap#, 100 quá trình còn một so diem bat cập là với những người cao tuổi thường có đồi mắt kém vẫn thường hay “đọc nhầm” mã số. Thư viện Viện Đại học Mơ na ội , thẻ. u ng dụng được xây dựng với mong muôn đê khăc phục hạn chê này. • Ý tường bài toán: - Người dùng sử dụng camera có trên smartphone đe chụp vùng mã số thè nạp được in trên thẻ (sau khi đã cào sạch lớp tráng bạc).
ứng dụng nhận đầu vào là bức ảnh chụp, tách vùng có mã số thè, xử lý hình ảnh và sử dụng thư viện OCR đê trích rút ra các con số có trong bức ánh. - Từ mã số được trích rút, ứng dụng tạo cấu trúc nạp thẻ theo cú pháp *100 * Ma_so_the_nap# và thực hiện 1 cuộc gọi tới tống đài khi người dùng nhấn nút gọi. - ửng dụng nhận tin nhắn được gứi về từ tống đài và thông báo kết quả nạp thẻ cho người dùng. 2 Lưu đồ thuật toán của ứng dụng Hình I.
I Lưu đồ thuật toán 3 Chưong 2 KỸ THUẬT xử LÝ CHỮ SỐ QUA HÌNH ẢNH 2. Kiến thức chung về xử lý ảnh 2. Giói thiệu chung Hiện nay ngành khoa học kĩ thuật ngày càng phát triên, đặc biệt là công nghệ thông tin. Trong cuộc sống chúng ta cũng dần áp dụng những sản phấm mang tính công nghệ, trí tuệ.
Nhận dạng chữ so là một vấn đề được quan tâm nghiên cứu hiều năm nay với nhiều ứng dụng như nhận dạng biến số xe, nhận dạng số đo đồng hồ điện. Cùng với đó có nhiều ứng dụng trên nền windows phone. Với việc ứng dụng kĩ thuật nhận dạng chữ số xây dựng phần mềm nạp the điện thoại tự động trên ncn Windows Phone với ý tưởng thay vì phải nhập một dãy số , ■ Thư Víẹn Đại Eoc^o'Ha Nội dài lằng nhằng là mã số thè thì chúng la chi cần chụp ành dãy số đó và nạp thẻ điện thoại một cách tự động, nhanh gọn. Xừ lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ.
Nó là một ngành khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triền rất nhanh. Các phương pháp xử lý ảnh bắt đầu các ứng dụng chính: nâng cao chất lượng ánh và phân tích ảnh. Từ nãm 1964 đến nay, các phương tiện xử lý, nâng cao chất lượng, nhận dạng ảnh phát triền không ngừng. Các phương pháp tri thức nhân tạo như mạng nơ ron nhân lạo, các thuậl loán hiện đại và cài liến càng , các công cụ nén ành ngày càng được sử dụng rộng rãi và thu nhiều kết quá khá quan.
4 Để dề tưởng tượng, xét các bước cần thiết trong xử lý ành. Đầu tiên, ánh tự nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua các thiết bị thu (như Cam era, máy chụp ảnh). Trước đây, ảnh thu qua Camera là các ảnh tương tự (loại Camera ống kiểu CCIR). Gần đây, với sự phát triến của công nghệ, ánh màu hoặc đen trắng được lẩy ra từ Camera, sau đó nó được chuyển trực tiếp thành ánh số tạo thuận lợi cho xử lý tiếp theo.
Mặt khác,ảnh cũng có the tiếp nhận từ vệ tinh; có the quét từ ảnh chụp bằng máy quét ánh. Hình dưới đây mô tã các bước cơ bàn trong xừ lý ánh.1 Các bước cơ bản trong xử lý ảnh. Xử lý chữ số qua hình ảnh. Hiện nay có nhiều thư viện dùng đê xừ lí hình ảnh như thư viện OpenCV, EmguCV, Matlab, OCR.
đã cung cấp các API tương đối đầy đù. Nhận dạng chữ so gồm 2 loại đó là chữ số in và chữ viết tay. Đen thời điếm này nhận dạng chữ in được giãi quyết gần như trọn ven. Tuy nhiên nhận dạng chữ viết tay vẫn còn đang là một thách thức mới đối với các nhà nghiên cứu.2 Mô hình nhận dạng chừ số Tiền xử lý ảnh.
Giai đoạn này góp phần làm tăng độ chính xác phân lớp của hệ thống nhận dạng, tuy nhiên nó cũng làm cho hệ thống chậm lại. Vì vậy tùy thuộc vào chất lượng ành quét cùa từng hình ánh để chọn một hoặc một vài chức năng trong khối này. Ncu càn ưu tiên tốc độ xừ lý và chất lượng của máy quét tốt thì có thể bỏ qua giai đoạn này. Khối tiền xử lý bao gồm các chức năng: Nhị phân hóa ảnh, lọc nhiều, chuẩn hóa kích thước ảnh, làm trơn biên chữ, làm đầy chữ, làm mành chữ, xoay văn bản.
6 Nhị phân hóa ảnh • Là kĩ thuật chuyến ảnh đa cấp xám sang ãnh nhị phân. • Nhị phân hóa chia ảnh làm 2 phần là phần nền và phần chữ. • Hầu hết các phương pháp nhị phân hóa ánh hiện nay đều lựa chọn ngưỡng thích hợp theo cường độ sáng cùa ánh và sau đó chuyến tất cả các giá trị độ sáng lớn hơn ngưỡng đó thành một giá trị độ sáng và tất cà các giá trị bé hơn ngưỡng thành một giá trị độ sáng khác. Lọc nhiễu Nhiễu: gồm có nhiễu đốm và nhiễu dài.
> Với nhiễu đốm: ta có thể dùng các bộ lọc trung bình, lọc trung vị, lọc trung bình: Ý tường: thay thế tại mỗi pixel bằng trung bình các giá trị pixel trong mặt nạ lân cận. Loại bõ những pixel tương đối lớn so với lân cận (nhiều). Những pixel nằm trên biên cũng có sự biến đối lớn so với lân cận do đó sẽ làm mờ. 11' TTíư viện Viện Đại học Mở Hà Nội > Lọc trung vị: cho kết quả tốt hơn và cho phép giữ lại nhiều chi tiết hữu ích trên ánh hơn so với lọc trung bình.
Đế thực hiện lọc trung vị, chúng ta cũng dùng một cửa số như lọc trung bình nhưng thay vì đơn giản thay thế giá trị mức xám hiện tại với trung bình giá trị mức xám của các điếm lân cận bao bời cửa số, chúng ta phái thực hiện các bước như sau: ■ Sắp xếp tất cá các giá trị mức xám trong phạm vi cửa sổ thành một chuỗi. ■ Thay thế giá trị mức xám của diêm đang xét với giá trị mức xám ờ giữa. " Sừ dụng hàm cvSmooth như trên với tham số smooth type là CV_MEDIAN. • Với nhiễu dài ta dùng phương pháp khử các vùng liên thông.
7 Với phương pháp khử vùng liên thông mục đích là tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn tách phần chữ và phan dấu. Được thực hiện theo 3 bước sau: Bước 1: Xác định vùng liên thông trên màn ảnh. (b) Xác định vùng liên thông và đánh thứ tự các vùng liên thông. Bước 2: sắp xếp các vùng liên thông theo thứ tự từ trên xuống(Hình 2.4 Chuẩn hóa các vùng liên thông - Neu ảnh chi có một vùng liên thông: chuẩn hóa ánh về kích thước chuẩn.
- Nếu ánh có 2 vùng liên thông: Gọi s (i) là diện tích vùng liên thông thứ i. 8 - Neu S( 1 )> S(2) thì dấu của phàn liên thông 2 là dấu nặng (.) và chi cần chuẩn hóa vùng liên thông I về kích thước chuấn 16x16. Ngược lại: Tách ảnh thành 2 phần: phần chừ và phần phần dấu. Chuấn hóa phần chữ về kích thước chuẩn 16x16 và phần dấu về kích thước chuẩn 8x8(hình 2.
- Nếu ánh có 3 vùng liên thông: Nấu S(3) = Min{ S(i)} thì dấu của phần liên thông này là dấu nặngC). Do đó chi cần chuẩn hóa thành phan liên thông 1 về kích thước chuẩn 8x8 và thành và thành phần liên thông 2 về kích thước chuẩn 16x16. Ngược lại: Tách ảnh thành 3 phần từ các vùng liên thông. Chuản hóa vùng liên thông 1 và 2 về kích thước chuân 8x8 và chuan hóa vùng liên thông 3 về kích thước chuẩn 16xl6(Hình 2.
Chuẩn hóa kích thước ảnh Việc chuấn hóa kích thước ảnh dựa trên việc xác định trọng tâm ảnh, sau đó xác định khoảng cách lớn nhất tử tâm ănh với các cạnh trên, dưới, trái, phải của hình chữ nhậ( bao quanh ảnh. Thông qua khoảng cách lớn nhất có thể xác định được tỷ lệ co, giằn này. Như vậy thuật toán chuẩn hóa kích thước ảnh luôn đảm báo được tính cân bằng khi co giãn, ánh sẽ không bị biến dạng hoặc bị lệch. Làm tron biên chữ Do chất lượng quét ảnh quá xấu, các đường biên của chữ không còn giữ được dáng điệu trơn tru ban đầu mà hình thành các đường răng cưa giá tạo trong các trường hợp này phải dùng thuật toán làm trơn biên đế khắc phục[l ][2].5 (a) ành gốc (b) ành sau khi được làm biên trơn 9 Làm đầy chữ Chức năng này áp dụng với các kí tự bị đút nét ngầu nhiên, ánh đứt nét gây khó khăn cho việc tách chữ.
dễ bị nhầm 2 phần liên thông của kí tự thành hai kí tự riêng biệt nên tạo sai lầm trong quá trình nhận dạng. Làm mảnh chữ Đây là bước quan trọng nhằm phát hiện khung xương cùa kí tự bang cách loại bò dần các điểm bên ngoài cùa các nét. Tuy nhiên quá trình làm mành rất nhạy cảm với việc khử nhiễu. Thuật toán để làm mành đó là thuật toán tìm xương.
Điều chỉnh dộ nghiêng của văn bán Do tài liệu quét không cấn thận các dòng chừ bị lệch chuấn 1 góc a điều này gây khó khăn cho công đoạn tách chữ, đôi khi không thể tách được. Tóm lại trường hợp đó phài tính lại tọa độ điểm ảnh của các chừ bị sai lệch.viện Viên Đại hoc Mớ Ha Nội , Ậ,. ,, Có thê dùng kỹ thuật điêu chỉnh độ nghiêng. Kĩ thuật phô biên nhât dựa trên biểu đồ chiếu cùa ánh tài liệu Ngoài ra ta có thể sử dụng kĩ thuật biến đồi dựa trên cơ sở Hough.
Thuật toán xử lý ảnh Trong mấy thập kỳ gần đây xử lý ánh được nghiên cứu mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng thực tế. Như trong y học xử lý ảnh được dùng đe phát hiện và nhận dạng khối u. cài thiện ânh X quang, nhận dạng đường biên mạch máu từ ảnh chụp bang tia X. Trong truyền thông và trong nghiên cứu vũ trụ xứ lý ảnh được dùng đế phân tích ảnh cùa những hành tinh, thiên hà thu được từ tàu vũ trụ hay kính thiên văn.