chương 1 đã trình bày ở trên, các phần còn lại của luận văn có cấu trúc như sau: • Chương 2: Nêu các kiến thức cần thiết về hệ thống biển báo giao thông và các kiến thức nền về xử lý ảnh số. • Chương 3: Mô tả các phương pháp phát hiện và nhận dạng biển báo giao thông được nghiên cứu, đề xuất để giải quyết bài toán. • Chương 4: Thực nghiệm và những kết quả chúng tôi đạt được khi sử dụng thuật toán của mình trên các môi trường di động. • Chương 5: Kết luận và hướng ứng dụng, nghiên cứu tiếp theo.
6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 2 Các kiến thức cơ sở 2.1 Hệ thống biển báo giao thông đường bộ 2.1 Hệ thống biển báo giao thông đường bộ thế giới Biển báo giao thông đường bộ trên thế giới ban đầu chỉ là các biển báo tự phát tại các tuyến đường riêng biệt sau dần được thống nhất lại trong các quy chuẩn của từng vùng. Trong đó quy chuẩn về biển báo giao thông phổ biến nhất trên thế giới là Công ước về Biển báo và Tín hiệu đường bộ (1986) của tổ chức UNECE hay gọi tắt là công ước Viên về Biển báo và Tín hiệu Đường bộ. Trong đó biển báo giao thông đường bộ được chia làm 8 nhóm: • Biển báo nguy hiểm • Biển báo ưu tiên • Biển báo cấm hoặc báo hạn chế • Biển hiệu lệnh • Biển có quy định riêng biệt • Biển cung cấp thông tin, các tiện ích, dịch vụ • Biển chỉ hướng đi, vị trí, chỉ dẫn khác • Các bảng phụ 2.2 Hệ thống biển báo giao thông đường bộ Việt Nam Hệ thống biển báo giao thông đường bộ Việt Nam hiện nay được định nghĩa tại quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về báo hiệu đường bộ (QCVN 41:2012/BGTVT) do Tổng Cục Đường bộ Việt Nam biện soạn, Bộ Khoa học Công nghệ thẩm định, Bộ Giao thông vận tại ban hành theo Thông tư số 17/2012/TT-BGTVT ngày 29 tháng 5 năm 2012. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1: Một vài biển báo giao thông đường bộ Việt Nam 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Biển báo giao thông đường bộ hay biển báo hiệu đường bộ (gọi tắt là biển báo) được chia thành 6 nhóm chính: • Biển báo cấm: Là hình tròn (Trừ biển số 122 “Dừng lại" có hình 8 cạnh đều, bát giác.2) nhằm báo điều cấm hoặc hạn chế mà người sử dụng đường phải tuyệt đối tuân theo.
Hầu hết các biển đều có viền đỏ, nền màu trắng, trên nền có hình vẽ màu đen đặc trưng cho điều cấm hoặc hạn chế sự đi lại của các phương tiện cơ giới, thô sơ và người đi bộ. Nhóm biển báo cấm có 40 kiểu được đánh số thứ tự từ biển số 101 đến biển số 140.2: Biển báo 122 - Dừng lại • Biển báo nguy hiểm: Là hình tam giác đều, viền đỏ, nền màu vàng, trên có hình vẽ màu đen mô tả sự việc báo hiệu nhằm báo cho người sử dụng đường biết trước tính chất các sự nguy hiểm trên đường để có biện pháp phòng ngừa, xử trí. Nhóm biển báo nguy hiểm gồm có 47 kiểu được đánh số thứ tự từ biển số 201 đến biển số 247.3: Biển báo 130 - Hướng đi phải theo cho các xe chở hàng nguy hiểm • Biển hiệu lệnh: Là hình tròn, nền màu xanh lam, trên nền có hình vẽ màu trắng (Trừ biển 310 hình chữ nhật và nền màu trắng.3) đặc trưng cho hiệu lệnh nhằm báo cho người sử dụng đường biết điều lệnh phải thi hành. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nhóm biển báo hiệu lệnh gồm có 10 kiểu được đánh số thứ tự từ biển số 301 đến biển số 310.
• Biển chỉ dẫn: Là hình chữ nhật, hình vuông hoặc hình chữ nhật vát nhọn một đầu, để báo cho người sử dụng đường biết những định hướng cần thiết hoặc những điều có ích khác trong hành trình, nền màu xanh lam. Nhóm biển chỉ dẫn gồm có 47 kiểu được đánh số thứ tự từ biển số 401 đến biển số 447. • Biển phụ: Là hình chữ nhật hoặc hình vuông, được đặt kết hợp với các biển báo nguy hiểm, báo cấm, biển hiệu lệnh và biển chỉ dẫn nhằm thuyết minh bổ sung nội dung biển chính hoặc được sử dụng độc lập. Nhóm biển phụ gồm có 9 kiểu được đánh số thứ tự từ biển số 501 đến biển số 509.
• Biển sử dụng trên các tuyến đường đối ngoại: Nhóm biển này tuân theo các quy định của các điều ước quốc tế mà Việt Nam là thành viên. Nhóm biển này thường có chữ cái latin trong biển như hình 2.4: Biển báo E,9 - Biển bắt đầu vào khu vực Ngoài 6 nhóm biển báo trên còn có loại biển viết bằng chữ có hình dạng chữ nhật nền màu xanh lam chữ màu trắng dùng để chỉ dẫn hoặc hiệu lệnh đối với xe thô sơ và người đi bộ. Trong Quy chuẩn có quy định các thông số về kích thước biển, hình vẽ trong biển và chữ viết tương ứng. Vị trí đặt biển báo cũng được quy định cụ thể tại điều 17 của quy chuẩn: • Biển báo hiệu phải đặt ở vị trí để người sử dụng đường dễ nhìn thấy và có đủ thời gian để chuẩn bị đề phòng, thay đổi tốc độ hay thay đổi hướng nhưng không được làm cản trở sự đi lại của người sử dụng đường.
Trường hợp không tính toán xác định cự ly nhìn thấy biển, cho phép lấy cự ly đảm bảo người sử dụng đường nhìn thấy biển báo hiệu là 150m trên những đường xe chạy với tốc độ cao và có nhiều làn đường, là 100m trên những đường ngoài phạm vi khu đông dân cư và 50m trên những đường trong phạm vi khu đông dân cư. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com • Biển được đặt về phía tay phải và mặt biển vuông góc với chiều đi. Biển báo phải đặt thẳng đứng, trong các trường hợp cần thiết cho phép lắp đặt thêm biển báo phía bên trái để nhắc lại biển đã lắp đặt phía bên phải. Biển viết bằng chữ áp dụng riêng với xe thô sơ và người đi bộ, trong trường hợp hạn chế được phép đặt mặt biển song song với chiều đi.
• Khoảng cách mép ngoài của biển phía phần xe chạy phải cách mép phần xe chạy là 0. Trường hợp có khó khăn như không có lề đường, hè, khuất tầm nhìn hoặc trường hợp khác tương tự mới được phép xê dịch theo phương ngang nhưng mép biển phía phần xe chạy không được chờm lên mép phần xe chạy hoặc không cách mép phần xe chạy quá 1. • Ở trong khu dân cư hoặc trên các đoạn đường có hè đường cao hơn phần xe chạy thì cho phép đặt biển trên hè đường nhưng mặt biển không được nhô ra quá hè đường và không choán quá nửa bề rộng hè đường. Nếu không đảm bảo được nguyên tắc đó thì phải treo biển ở phía trên phần xe chạy.
• Trên những đoạn đường có phần đường thô sơ đi riêng, phân biệt bằng dải phân cách thì cho phép đặt biển trên dải phân cách. Trên những đường xe chạy tốc độ cao và có nhiều làn đường thì biển có thể treo ở phía trên phần xe chạy, có thể đặt biển hướng dẫn cho từng làn đường và biển được treo trên giá long môn (Hình 2.5: Giá long môn • Trường hợp treo biển trên cột: Độ cao đặt biển tính từ mép dưới của biển đến mép phần xe chạy là 1.8m đối với đường ngoài phạm vi khu đông dân cư và 2m đối với đường trong phạm vi khu đông dân cư. Biển số 507 “Hướng rẽ: đặt cao từ 1m đến 1. Loại biển viết bằng chữ áp dụng riêng cho xe thô sơ và người đi bộ đặt cao hơn mặt lề đường hoặc hè đường là 1.
11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com • Trường hợp biển treo ở phía trên phần xe chạy thì cạnh dưới của biển phải cao hơn tim phần xe chạy từ 5m đến 5. Nếu có nhiều biển cần đặt cùng vị trí, cho phép đặt kết hợp trên cùng một cột không quá 3 biển và thứ tự ưu tiên: biển cấm, biển báo nguy hiểm, biển hiệu lệnh, biển chỉ dẫn. Cách đặt nhiều biển trên một cột như hình 2.6: Sơ đồ kết hợp các biển báo trên một cột • Khoảng cách giữa các mép biển với nhau là 5cm, độ cao từ trung tâm phần có biển đến mép xe chạy là 1.8m đối với đường ngoài phạm vi khu đông dân cư và 2m đối với đường trong phạm vi khu đông dân cư. Với những quy định chặt chẽ và đồng bộ như trên đã tạo thuận lợi cho việc tự động nhận dạng nhiều biển báo giao thông đường bộ nhất có thể.
Các đối tượng hình học chủ yếu ở đây là hình tròn dành cho các biển báo cấm, biển hiệu lệnh phải bắt buộc tuân theo, các biển tam giác để cảnh báo nguy hiểm cho người tham gia giao thông trên lộ trình của mình, các biển hình chữ nhật dùng để hướng dẫn, chỉ dẫn cung cấp thông tin thêm cho người tham gia giao thông bên cạnh đó có một số ít biển báo giao thông đường bộ có cấu trúc hình học đặc biệt khác.2 Tổng quan về xử lý ảnh 2.1 Các khái niệm trong xử lý ảnh • Ảnh thực: Là ảnh trong thực tế liên tục về không gian và giá trị độ sáng, được coi như một hàm liên tục với hai biến thực. • Ảnh số: Ảnh số là ảnh trong thế giới thực được thu nhận từ các thiết bị ghi hình và số hoá để lưu trữ và xử lý. Số hoá là quá trình chuyển bức ảnh liên tục về không gian và giá trị độ sáng sang bức ảnh số trong không gian rời rạc hai 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chiều bằng phương pháp lấy mẫu (rời rạc về không gian) và lượng hoá giá trị (rời rạc về giá trị độ sáng).7 thể hiện việc số hoá hình ảnh một chiếc ôtô.7: Ví dụ về số hoá ảnh • Điểm ảnh: Hay còn gọi là Pixel (viết tắt của Picture element) là đơn vị cơ bản nhất để tạo nên một bức ảnh số. Mỗi điểm ảnh có toạ độ (x, y) rời rạc với độ xám hoặc màu nhất định.
Kích thước và khoảng cách giữa các điểm ảnh đó được chọn thích hợp sao cho cho mắt người cảm nhận được sự liên tục về không gian và mức xám. • Độ phân giải: Là mật độ điểm ảnh được ấn định để hiển thị trên một ảnh số. Một ảnh số biểu diễn một hình ảnh trong thực tế có độ phân giải khác nhau phụ thuộc vào giai đoạn lấy mẫu. Ảnh có độ phân giải càng cao càng biểu thị ảnh giống thực tế hơn.