Chương 1: Giới thiệu đề tài Trình bày lý do chọn dé tài, mục dich, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu - Chương 2: Tổng quan về hình anh và xử lý hình anh Trình bảy tổng quan về các loại hình ảnh, các tham số liên quan trong lĩnh vực xử lý ảnh can thiết khi thực hiện dé tài, các bước chinh trong quá trình xử lý ảnh - Chương 3: Phần mềm Matlab và Ma trận Gray level coocurence matrix (GLCM) Giới thiệu tông quan phan mềm Matlab, các hàm thường dùng trong quá trình xử lý hình ảnh Trình bày về khái niệm Texture (kết cau), phương pháp trích xuất và so sánh hình ảnh, các tham số cơ bản để tính Texture của hình ảnh Trình bày tổng quan về ma trận Gray level coocurence (GLCM) - Chương 4: Giải thuật Fuzzy Possibilistic C-Means clustering (PCM) Trình bày về phương pháp phân cụm Fuzzy Possiblistic C-Mean (FPMC) và áp dụng phương pháp phân cum FPMC thông qua giải thuật viết trên phan mềm Matlab dé tính giá tri trung tâm của các cụm dữ liệu đầu vào - Chương 5: Các bước thực hiện mô phỏng đề tài và tong hợp đánh giá kết quả Trình bày các bước thực hiện mô phỏng đề tài, định nghĩa các trạng thái đánh giá tình trạng giao thông theo dữ liệu thực tế Tổng hợp kết quả đánh giá phân tích tình trạng giao thông thực tế theo file video ghi nhận hình ảnh các phương tiện giao thông - Chương 6: Tổng kết đề tài và hướng phát triển của đề tài HV: Trân Công Vinh Page l5 PHAN TÍCH TINH TRANG GIAO THONG SỬ DỤNG HD: PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn XỬ LÝ ẢNH CHƯƠNG 2: TONG QUAN VE HÌNH ANH VÀ XỬ LÝ ANH 2.1 Tong quan về hình ảnh: Ảnh số là tập hợp hữu hạn các điểm ảnh (pixel) với mức xám phù hợp dùng dé mô tả ảnh gan với ảnh thật. Số điểm ảnh xác định độ phân giải của ảnh. Ảnh có độ phân giải càng cao thì càng thể hiện rõ nét các đặt điểm của tắm hình càng làm cho tắm ảnh trở nên thực và sắc nét hơn. Điểm ảnh (Picture Element): Điểm anh (Pixel) là một phan tử của ảnh số tai toa độ (x, y) với độ xám hoặc màu nhất định.
Kích thước và khoảng cách giữa các điểm ảnh đó được chọn thích hợp sao cho mat người cảm nhận sự liên tục về không gian và mức xám (hoặc màu) của ảnh SỐ gan như ảnh thật. Mỗi phần tử trong ma trận được gọi là một phan tu anh. Contrast (độ tương phản): - Contrast là sự khác biệt về độ sáng hoặc màu sắc sao cho một vật thể nào đó trong hình ảnh trở nên được phân biệt so với các vật thể khác. Constrast được xác định bởi sự khác biệt vé màu sắc va Brightness của chính đối tượng và các đôi tượng khác trong cùng trường nhìn.
Nói chung, nhờ có Constrast mà hệ thống thị giác của con người có thé nhận biết được các vật thể xung quanh. - Xét trong ảnh kĩ thuật số, ta có thể xem Constrast là sự khác biệt giữa màu đen và màu trắng trong hình ảnh. Nếu không có sự tương phản chúng ta sẽ không thấy được điều gì ở trong ảnh vì sẽ không có bất kỳ sự khác biệt giữa ánh sáng và bóng tối; tat cả mọi thứ sẽ có màu den, trang, hoặc lờ mờ màu xám. - Hinh anh High Contrast (độ tương phản cao) sẽ cho ta thay rõ ràng sự nối bật của ánh sánh, bóng, màu sắc và bề mặt của các vật thé trong hình ảnh.
- Ngược lại, hình ảnh Low Contrast (độ tương phản thấp) là hình ảnh có tông màu hep, ít an tượng, có cảm giác bị phẳng, xám xịt. Mức xám của anh: HV: Trân Công Vinh Page l6 PHAN TÍCH TINH TRANG GIAO THONG SỬ DỤNG HD: PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn XỬ LÝ ẢNH Mức xám: Là kết quả của sự biến đổi tương ứng | giá trị độ sáng của 1 điểm ảnh với 1 giá trị nguyên dương. Thông thường nó xác định trong [0, 255] tuỳ thuộc vào giá trị mà mỗi điểm ảnh được biểu diễn. Các thang giá trị mức xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256 (Mức 256 là mức phô dụng.
Ly do: từ kỹ thuật máy tính dùng 1 byte (8 bit) để biểu diễn mức xám. Mức xám dùng | byte biéu diễn: 28 =256 mức, tức là từ 0 đến 255). Độ phân giải của anh: - Dinh nghĩa: Độ phân giải (Resolution) của ảnh là mật độ điểm ảnh được ẫn định trên một ảnh số được hién thị. - Theo định nghĩa, khoảng cách giữa các điểm ảnh phải được chọn sao cho mắt người vẫn thay được su liên tục của anh.
Việc lựa chon khoảng cách thích hợp tạo nên một mật độ phân bồ, đó chính là độ phân giải và được phân bố theo trục x và y trong không gian hai chiều.2 Xứ lý hình anh: 2.1 Các bước cơ bản trong quá trình xứ lý hình ảnh: › - > Representation Segmentation and description | ị | Preprocessing | —> Problem † : Recognition Result domain Knowledge base [` ane. \ interpretion — ohh acquisition Hình 2.1 Cac bước co ban trong quá trình xử lý hình anh [2| a. Phan thu nhận ảnh (Image Acquisition): - _ Thu nhận hình ảnh: trong xử lý hình ảnh có thé được định nghĩa là lay ra một hình ảnh từ một số nguồn, thường là một nguồn dựa trên phan cứng, do đó nó có thé được truyền qua bat ky quá trình nào cần xảy ra sau đó. HV: Trân Công Vinh Page 17 PHAN TÍCH TINH TRANG GIAO THONG SỬ DỤNG HD: PGS.TS Đỗ Hồng Tuan XỬ LÝ ẢNH - _ Trước đây, ảnh thu qua Camera là các ảnh tương tự (loại Camera ống kiều CCIR).
Gan day, với sự phát triển của công nghệ, ảnh màu hoặc đen trắng được lẫy ra từ Camera, sau đó nó được chuyền trực tiếp thành ảnh số tạo thuận lợi cho xử lý tiếp theo. Tiền Xứ lý (Image preprocessing): Sau bộ thu nhận, ảnh có thể nhiễu độ tương phản thấp nên can đưa vào bộ tiên xử lý để nâng cao chất lượng. Chức năng chính của bộ tiền xử ly là lọc nhiễu, nâng độ tương phan dé làm ảnh rõ hơn, nét hơn. Về cơ bản, ý tưởng của các kỹ thuật tiền xử lý là đưa ra các chỉ tiết bị che khuất, hoặc chỉ đơn giản là để làm nỗi bật một số tính năng quan tâm trong một hình ảnh.
Chang hạn như, thay đổi độ sáng & độ tương phản. Phần đoạn hình ảnh (Image segmentation): Mục đích của công đoạn này là để các đối tượng làm đại diện đặc trưng cho các vùng có ý nghĩa của hình ảnh. Ví dụ: để nhận dạng chữ (hoặc mã vạch) trên phong bi thư cho mục đích phân loại bưu phẩm, cần chia các câu, chữ về địa chỉ hoặc tên người thành các từ, các chữ, các sỐ (hoặc các vạch) riêng biệt để nhận dạng. Đây là phần phức tạp khó khăn nhất trong xử lý ảnh và cũng dễ gây lỗi, làm mất độ chính xác của ảnh.
Kết quả nhận dạng ảnh phụ thuộc rất nhiều vào công đoạn này. Biểu diễn ảnh số (Image Representation): Đầu ra ảnh sau phân đoạn chứa các điểm ảnh của vùng ảnh (ảnh đã phân đoạn) cộng với mã liên kết với các vùng lận cận. Việc biến đối các số liệu này thành dạng thích hợp là can thiết cho xử lý tiếp theo bang máy tính. Việc chọn các tính chất để thể hiện ảnh gọi là trích chọn đặc trưng (Feature Selection) gan với việc tách các đặc tinh của ảnh dưới dạng các thông tin định lượng hoặc làm cơ sở để phân biệt lớp đối tượng này với đối tượng khác trong phạm vi ảnh nhận được.
Vi dụ: trong nhận dạng ky tự trên phong bi thư, chúng ta miéu tả các đặc trưng của từng ky tự giúp phân biệt ký tự này với ký tự khác. HV: Trân Công Vinh Page l8 PHAN TÍCH TINH TRANG GIAO THONG SỬ DỤNG HD: PGS.TS Đỗ Hồng Tuấn XỬ LÝ ẢNH e. Nhận dạng và nội suy anh số (Image Recognition and Interpretation): Nhan dang anh la qua trinh xac dinh anh. Qua trinh nay thuong thu duoc bang cách so sánh với mẫu chuẩn đã được học (hoặc lưu) từ trước.
Nội suy là phán đoán theo ý nghĩa trên cơ sở nhận dạng. Ví dụ: một loạt chữ số và nét gạch ngang trên phong bì thư có thể được nội suy thành mã điện thoại. Có nhiều cách phân loai ảnh khác nhau về ảnh. Theo lý thuyết về nhận dạng, các mô hình toán học về ảnh được phân theo hai loại nhận dạng ảnh cơ bản: - - Nhận dạng theo tham SỐ.
- - Nhận dạng theo cau trúc. Một số đối tượng nhận dang khá phố biến hiện nay đang được áp dụng trong khoa học và công nghệ là: nhận dạng ky tự (chữ in, chữ viết tay, chữ ký điện tử), nhận dạng văn bản (Text), nhận dạng vân tay, nhận dạng mã vạch, nhận dạng mặt người.2 Các thành phân trong quá trình xử lý hình ảnh: Network Image displays Computer Mass storage Specialized Hardcopy Image processing hardware Image sensors domain HV: Tran Céng Vinh Page 19 PHAN TÍCH TINH TRANG GIAO THONG SỬ DỤNG HD: PGS.TS Đỗ Hồng Tuan XỬ LÝ ẢNH Hình 2.2 Các thành phân trong quá trình xử lý hình ảnh [2] a. Bộ cảm biến hình anh (Image sensors): Bộ cam biến can có 2 thành phan dé ghi nhận các hình ảnh kỹ thuật số gồm: - _ Bộ cảm bién: cần có độ nhạy với các mức năng lượng bức xạ bởi các đối tượng trong hình ảnh cần ghi nhận - BO số hoá: là một thiết bị dé chuyển đổi đầu ra của thiết bị cảm biến vật lý thành dạng kỹ thuật số. Phần cứng xứ lý hình ảnh chuyên dụng (Specialized image processing hardware): Thường bao gdm bộ số hóa vừa được nêu ở phân trên và các phan cứng khác thực hiện các phép tính số học và các phép tính logic trên toàn bộ hình ảnh.
Máy tính (Computer): Trong một hệ thống xử lý hình ảnh, máy tính có thé là một PC thông thường hoặc siêu máy tính. Trong các ứng dụng chuyên dụng, một số máy tính được thiết kế đặc biệt được sử dụng để đạt được mức hiệu suất theo yêu cau. Phần mềm: Được dùng dé xử lý hình anh bao gồm các mô-đun chuyên biệt thực hiện một số tác vụ cụ thể. Dung lượng thiết bị lưu trữ hình ảnh (Mass storage): Mức dit liệu được lưu trữ khi thực hiện các ứng dụng xử lý ảnh gồm: - Short-term storage: lưu trữ trong thời gian ngăn dé thực hiện quá trình xử lý hình ảnh.
- Online storage: lưu trữ trực tuyến nhằm đáp ứng việc truy xuất nhanh các dữ liệu cần thiết. - Archival storage: lưu trữ các dữ liệu không thường xuyên truy cập f.