ĐẶT VẤN ĐỀ Xử lý ảnh là một ngành khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của nó rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là phát triển các ứng dụng chuyên dụng cho nó. Ở Việt Nam xử lý ảnh được đưa vào giảng dạy ở bậc đại học khoảng chục năm nay. Việc nghiên cứu, xây dựng và phát triển các ứng dụng về lĩnh vực xử lý ảnh là một vấn đề mới và đang ngày càng nhận đư: sự quan tâm. Việc tìm hiểu và phát triển một ứng dụng của xử lý ảnh vào thực tế đời sống luôn là thách thức mong muôn của các bạn sinh viên.
Đề thực hiện điều đó, người học phải cần rất yếu tô như ngôn ngữ lập trình, các kiến thức liên quan đến xử lý ảnh, cầu hình phần cứng và diều quan trọng lả phải có phương tiện, thiết bị phục vụ học tập, nghiên cứu và ứng dụng, kiến thức, Việc thiết kế phát triển một ứng dụng của xử lý ảnh sẽ làm tăng hiệu quả của việc nắm bát khoa học kỹ thuật, tiết kiệm thời gian và chỉ phí cho việc nghiên cứu. LÝ ĐÓ CHỌN ĐÈ TÀI Hiện nay vấn để kim voát sn ninh dang là một trong những vấn đề được quan tâm hàng đầu trên toàn thể giới Z s2 rất nhiễu phương pháp để xây dựng những hệ thống an ninh với độ tin cậy phỏ hợp x2 ziớy trong những phương pháp đó là sử dụng kỹ thuật xử lý ảnh. Xử lý ảnh là một ngềrễ: học mới và đã có nhiều ứng dụng thành công trong các lĩnh vực y học , quân sự b2 trang an nính và giám sát.Đây là một hướng phát triển mới, hấp dẫn và nhận được quan tâm của khoa học kỹ thụ Với ý tưởng trên ng + đồ án quyết đình thực nee DUNG XU LY ANH TRONG Hi — THONG AN NINH XE HOI”, 13. DOI TUQNG NGHIEN CCU Trong giới hạn của để tải.
người thực hiện để tài chỉ tập trung nghiên cứu các ứng, dụng xử lý ảnh có liên quan đến đẻ tải và những vấn đề phần cứng có trong hệ thống. Với sự hạn chế thời gian cũng như kiên thức chuyên môn, tuy chưa nắm vững hoàn toàn công, nghệ kỹ thuật về xử lý ảnh để có thê khai thác triệt để các tính năng song người thực hiện để tài cũng đã cố gắng hoàn thiện được hệ thống an ninh trên xe hơi. Trong việc xây dựng hệ thống, có những đối tượng chính người thực hiện cần nghiên cứu: «_ Xử lý ảnh với thư viện mã nguồn mở OpenCV. © Kit Raspberry PI * Module sim 908 Ngoài ra có một số vấn để cần nghiên cứu đểphát triển hệ thống hoàn thiện hơn: xây dựng web-server, ứng dụng android theo dõi hệ thong.
12 CHUONG I: DAN NHAP ĐỒ ÁN TÓT NGHIỆP. GIOI HAN DE TAI ® Nghiên cứu chỉ tiết ứng dụng xử lý ảnh liên quan đến vẫn đề an ninh e Thiết kế ứng dụng an ninh xe hơi chạy trên Kịt Raspberry 1.5 DÀN Ý NGHIÊN CỨU 1.1 Tìm hiểu về OpenCV « Sơ lược Open © Cac tính năng OpenCv «©_ Chức năng các hàm thông dụng OpenCV.52 Kit Raspberry Pl © So luge vé Raspberry Pi hanh va OpenCV trén Kit 1.3 Thiét ké hé thong an nin © Tong quat hogt dang cia hé thong © Xay dung giai thoát © Bién dich chương trình và chạy trén Kit « _ Tổng hợp các module thành hệ thống hoàn chỉnh 1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Trong những nam gan đây, trên thế giới nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý ảnh đang là hướng nghiên cứu tập trung của rất nhiều nhà khoa học trong các lĩnh vực. Đặc biệt hơn với sự phát triển vượt bậc của chiếc máy tính siêu rẻ Raspberry Pi , thì các nghiên cứu ứng dụng của xử lý ảnh đã đạt được những thành công không hề nhỏ. Về mặt thiết kệ một hệ thống an ninh trong xe hơi , thì an ninh là một lĩnh vực nhận được rất nhiều sự quan tâm của thế giới.
Hệ thống sử dụng Kit Raspberry Pi va 13 CHUONG I: DAN NHAP ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP. chương trình xử lý ảnh rất mới mẻ , khác lạ so với các phương pháp an ninh bảo mật trước đây từng sử dụng.7 Ý NGHĨA THUC TIEN Tìm hiểu và phát triển các ứng dụng xử lý ảnh vào các yêu cầu thực tiễn nhằm làm chủ được công nghệ , đáp ứng nhu cầu đời sống là một yêu cầu cấp thiết cần được thực hiện. Hệ thống sử dụng Kit Raspberry Pi để chạy một chương trình một ứng dụng xử lý ảnh , quá đó giúp người nghiên cứu có cái nhìn trực quan về những kiến thức đã được tiếp nhận , từ đó nắng ao giái pháp , cai thiện chất lượng hệ thống. Với một hệ thống bơzn chính sẽ giúp người nghiên cứu nhận ra được những ưu điềm nỗi bật của việc sử đụng ánh trên Kit Raspberry cũng như các khó khăn gặp phải.
a 14 CHUONG I: DAN NHAP ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP. _— CHƯƠNGH GIỚI THIỆU VỀ OPENCV 15 CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ OPENCV pO AN TOT NGHIỆP.1 Tổng quan về OpenCV OpenCV là thư viện xử lý ảnh mã nguồn mở hoàn toàn miễn phí. Intel đưa ra phiên bản OpenCV lần đầu tiên vào năm 1999. Ban đầu nó yêu cầu phải có thư viện xử lý ảnh của Intel.
Sau đó vì sự lệ thuộc này mà họ đã phải gỡ bỏ và bây giờ chúng ta có thê sử dụng thư viện này hoản toàn độc lập. OpenCV rất đa dạng, nó hỗ trợ rất nhiều hệ điều hành như: Window, Linux và MacOSX.1 Những tính năng đặc trưng OpenCV có rất nhiều chức năng. Bạn có thể sẽ bất ngờ khi lần đầu tiên tiếp xúc với nó. Tuy nhiên, bạn sẽ chỉ cần một vài lân dé làm quen với nó.
Sau đây là những tóm tắt cơ bản về hệ thống về chức năng các hàm trong OpenCV: «- Image and Video Ư/O Những hàm này sẽ giúp bạn đọc được dữ liệu ảnh từ file hoặc trực tiếp từ video. Hạn oing có thể tạo các file ảnh hoặc video với các hàm này. ® Jhị giác máy và các thuật toán xử lý ảnh ( General computer-vision and image- processing algorithms (mid and low level APIs )) Str dung cde har nay ber. 4 thé thye hanh voi rat nhiéu chudn thi giác mày mà không cần phải c6 mé ngudin cua ching, * Modul thj giác máy ở cáp 4ó can OpenCV gồm một v zz ở cấp độ cao: nhận dạng mặt, dò tìm, theo dõi.
Nó bao gôm luỗng thị dụng camera di động để xác định cấu trúc 3D ), kích cỡ camera và âm than? nói, © Aland machine-learning Các ứng dụng của thị giác wimg yéu cầu máy móc phải học ( machine leaming ) hoặc các hình thức trí toệ nhân tạo khác. Một vài trong số chúng là có sẵn trong gói OpenCV © Lay mau anh va ghép biến đôi Nó thường rất tốt cho quá trình xử lý một nhóm phần từ ảnh như là một đơn vị. OpenCV bao gồm láy tách ra, lầy mẫu ngẫu nhiên, phục chế, xoay ảnh, làm cong ảnh (warping ), thay đổi hiệu ứng của ảnh. © _ Cách thức tạo và phân tích ảnh nhị phân Ảnh nhị phân thường xuyên được dùng trong các hệ thống kiểm tra có khuyết điểm hình dang hoặc các bộ phận quan trọng.
Sự biêu diễn ảnh cũng rất thuận tiện khi chúng ta biết rõ vật thể cần năm bắt © _ Cách thức cho tính toán thông tin 3D ( methods for coputing 3D information ) Những hàm nảy rất có ích khi cần sắp xếp và xác định với một vật khối lập thể _hoặc với một không øian nhìn phức tạp từ một camera riêng, 16 CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ OPENCV ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP. “——————ễỄễỄễễ — ——— Các phép toán cho xử lý ảnh, thị giác máy và biểu diễn anh ( image interpretation) OpenCV sử dụng các phép toán phổ biến như: đại số học, thống kê và tính toán hình học Đô họa Những hàm nay giúp bạn viết chữ và vẽ trên hình ảnh. Thêm vào đó chức năng này được sử dụng nhiều trong ghi nhãn và đánh dầu. Phương thức GUI OpenCV bao gồm cửa số giao điện của chính bản thân nó.
Trong khi đó những giao điện này được so sánh với khả năng có thé thực hiện trong mỗi môi trường, Chúng cung cấp nhưng môi trường API đa phương tiện và đơn giản để hiện thị bình ánh, cho phép người dùng nhập thông tin chuột, bàn phím và điều khiển quá trình Câu trúc dữ liệu và giải thuật Với nhưng ham nay bạn e4 thê giữ lại, tìm kiếm, lưu vào các danh mục điều khiên, các tập bợp lérh , đó hoa. sơ đồ nhánh một cách hiệu quả. Kha nang ton 2 i ( Data persistence ) Nhưng hàm này cung cấp < điện n một cách thuận lợilợi đểđể lưu trữ các dạng khác nhau của dữ liệu +42 Z #a có thẻ khôi phục khi cần thiết.2 Cách tổ chức trong OpenCv Cấu trúc OpenCV gồm nà: module ; CXCORE : bao gồm các đạng iệu cơ bản rõ ràng. Ví dụ cấu trúc dự liệu về ảnh, điểm, hình chữ nử:£: xác định trong file cxtypes.
phép toán đại số tuyến tinh , th xế. các hảm lưu trữ lâu dài và các lỗi thao tác. Có điều lạ lùng thay là các bàm đỗ họa của ảnh cũng được lưu trữ tại đây CV : chứa đựng quá trình xử lý ảnh và các phương pháp đánh giá sơ bộ kích thước. Những hảm tính toán hình học cũng được lưu trữ tại đây.
CVAUX : được mô tá trong văn bản OpenCV như là modul cũ và chỉ dùng để thí nghiệm. Tuy nhiên, giao điện đơn giản nhất cho nhận dạng mặt nằm trong modul này. Những mã nguồn nằm trong modul này rất phủ hợp cho việc nhận dạng mặt và chúng được sử dụng rộng rãi cho mục đích này. HighGUI và CVCAM : chứa những hàm còn lại.
Cả hai đều nằm trong thư mục có tên “otherlibs”, sử dụng chúng rất dễ gặp lỗi. Vì rằng HighGUI chứa các thư viện vào ra cơ bản , bạn sẽ muốn chắc chắn hơn, đừng bỏ sót nó.Nó cũng chứa đựng nhiều cửa số đa chức năng. CVCAM là thư viện chứa các hàm truy nhập video thông qua DirectX trên môi trường Window 32 bit. 17 CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU VỀ OPENCV FT THỦ VIỄN TRƯỜNG P!2TKT vay 3 0003102 ĐÔ ÁN TÓT NGHIỆP.2 Khởi tạo OpenCV 2.1 Khởi tạo cơ bản OpenCV cho Linux và MacOSX được đóng gói như một mã nguồn lưu trữ.Bạn sẽ xây dựng cả thư viện tĩnh và những đối tượng chia sẻ ( shared- -object).
Bạn cần xây dựng RPM dau tién va cai dat từ nó hoặc biên dịch và cài đặt nó ngay. Cấu trúc cả hai nằm trong INSTALL.