Datn_.THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT BÁM THEO ĐỐI TƯỢNG DI ĐỘNG DỰA TRÊN MÀU SẮCdocx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ PHẠM XUÂN KIỆT THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT BÁM THEO ĐỚI TƯỢNG DI ĐỢNG DỰA TRÊN MÀU SẮC KHĨA LUẬN CỬ NHÂN ĐIỆN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Đà Nẵng, 2023 DUYTAN University GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ PHẠM XUÂN KIỆT THIẾT KẾ CHẾ TẠO ROBOT BÁM THEO ĐỐI TƯỢNG DI ĐỘNG DỰA TRÊN MÀU SẮC CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG GVHD : T.S TRẦN THUẬN HOÀNG SVTH : PHẠM XUÂN KIỆT LỚP : K25VJ – EDT MSSV : 25211703412 Đà Nẵng, 2023 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT LỜI CẢM ƠN Qua bốn năm rưỡi phấn đấu và học hỏi không ngừng, cuối cùng em cũng đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp Để đạt được thành quả này, phải kể đến công lao to lớn của toàn thể thầy cô, bạn bè đã tận tình dạy dỗ và giúp đỡ em suốt trình học tập từ em mới bước vào trường còn nhiều bỡ ngỡ Qua em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy giáo, cô giáo trường Đại học Duy Tân, đặc biệt là thầy TS Trần Thuận Hoàng – Người đã luôn giúp đỡ, hướng dẫn tận tình em suốt trình làm đồ án Em đã học hỏi được ở thầy phương pháp làm việc khoa học, tính kiên trì, sáng tạo nghiên cứu và nhiều kiến thức bổ ích Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô giáo trường đại học Duy Tân nói chung, thầy khoa Điện – Điện tử nói riêng Các thầy đã truyền đạt và hướng dẫn chúng em những kiến thức nền tảng quan trọng của ngành học giúp chúng em vận dụng phát huy vào thực tế đồ án Em xin cảm ơn anh, chị công tác tại trung tâm Điện - Điện Tử CEE đã tạo điều kiện, giúp đỡ và truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý giúp em hoàn thành tốt đồ án này Em xin kính chúc thầy giáo, cô giáo, anh chị và bạn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công cuộc sống! ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản đồ án này là toàn bộ công sức bỏ nghiên cứu nghiêm túc, thực sự dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy TS Trần Thuận Hoàng, không chép của riêng Nội dung của đồ án có tham khảo và sử dụng tài liệu, thơng tin internet đã được xác nhận theo danh mục tài liệu tham khảo ở ći qủn khóa ḷn này Đà Nẵng, Ngày… Tháng… Năm 2023 Sinh viên thực hiện ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỢNG HỊA XÃ HỢI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đợc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên : Phạm Xuân Kiệt Mã số sinh viên : 25211703412 Khoa : Điện – Điện tử Chun ngành : Điện tự đợng Niên khóa : 2019 – 2023 TÊN ĐỀ TÀI: “Thiết kế, chế tạo Robot bám theo đối tượng di động dựa màu sắc” NỘI DUNG CƠ BẢN DỰ KIẾN THỰC HIỆN:  Giới thiệu tổng quan về hệ thống  Thiết kế và thi công mô hình hệ thống “Thiết kế, chế tạo Robot bám theo đối tượng di động”  Thực nghiệm và đánh giá kết quả Đà Nẵng, Ngày Tháng Năm 2023 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .1 Mục đích nghiên cứu Đối tượng Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc của khóa luận CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ ROBOT DI ĐỢNG 1.1 Tởng quan về robot và robot di động 1.2 Cấu trúc robot di động .5 1.3 Một số ứng dụng của robot di động CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan xử lý ảnh 2.1.1 Xử lý ảnh 2.1.2 Một số khái niệm bản về ảnh .8 2.1.3 Giới thiệu về không gian màu 2.1.4 Cải thiện ảnh 12 2.1.5 Giãn ảnh (DILATION) 12 2.1.6 Co ảnh (EROSION) 14 2.1.7 Phát hiện biên của ảnh 14 2.2 Giới thiệu về thư viện OpenCV 16 2.2.1 Tổng quan về OpenCV 16 2.2.2 Đặc trưng và cấu trúc OpenCV 16 2.3 Lựa chọn thiết bị .17 2.3.1 Vi điều khiển 18 2.3.2 Camera 20 2.3.3 Mạch điều khiển động 20 2.3.4 Động DC 22 2.3.5 Bánh xe thụ động khung xe robot 23 2.3.6 Bánh xe chủ động khung xe robot .24 2.3.7 Pin cell 18650 .25 ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ 26 3.1 Thiết kế phần cứng 26 3.1.1 Thiết kế khung robot .26 3.1.2 Khung robot hoàn chỉnh thực tế 27 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển robot 28 3.2.1 Truyền dữ liệu qua Serial Port .28 3.2.2 Chương trình vi điều khiển 28 3.2.3 Chương trình xử lý ảnh 29 3.3 Đánh giá thực nghiệm .34 3.4 Kết luận và hướng phát triển 36 3.4.1 Những kết quả đạt được của khóa luận 36 3.4.2 Hạn chế 37 3.4.3 Hướng nghiên cứu và phát triển 37 PHỤ LỤC 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO .46 ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Kết quả thực nghiệm .36 ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Ba bợ phận của mợt robot Hình 1.2 Sơ đồ khối cấu trúc của robot di động Hình 2.1 Quá trình xử lý ảnh Hình 2.2 Các bước xử lý ảnh một hệ thống xử lý ảnh Hình 2.3 Mô hình màu RGB 10 Hình 2.4 Mô hình màu HSV 11 Hình 2.5 Ảnh vào(a) và ảnh ra(b) 13 Hình 2.6 Ảnh gốc 13 Hình 2.7 Ảnh sau được giãn ảnh 13 Hình 2.8 Ảnh sau được co ảnh .14 Hình 2.9 Một số phương pháp tách biên .15 Hình 2.10 Sơ đồ khối robot di động 17 Hình 2.11 Vi điều khiển Atmega 328 18 Hình 2.12 Sơ đồ chân của Atmega 328 19 Hình 2.13 Webcam .20 Hình 2.14 Module điều khiển động L298N .20 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý module L298N 22 Hình 2.16 Động DC 22 Hình 2.17 Bánh xe thụ động 23 Hình 2.18 Bánh xe PU 24 Hình 2.19 Dây curoa và bánh .24 Hình 2.20 Pin cell 18650 25 Hình 3.1 Bản thiết kế khung robot .26 Hình 3.2 Mặt dưới đáy của khung robot thực tế 27 Hình 3.3 Mặt cạnh bên của khung robot thực tế 27 Hình 3.4 Sơ đồ đấu dây phần điều khiển 29 Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán 33 Hình 3.6 Phát hiện vật thể 34 Hình 3.7 Quá trình thử nghiệm .35 ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Khoảng mười năm trở lại đây, phần cứng máy tính và thiết bị liên quan đã có sự tiến bợ vượt bậc về tớc đợ tính tốn, dung lượng chứa, khả xử lý v.v….và giá cả đã giảm đến mức máy tính và thiết bị liên quan đến xử lý ảnh đã không còn là thiết bị chuyên dụng nữa Khái niệm ảnh số đã trở nên thông dụng với hầu hết mọi người xã hội và việc thu nhận ảnh số thiết bị cá nhân hay chuyên dụng cùng với việc đưa vào máy tính xử lý đã trở nên đơn giản Cùng với thời đại công nghiệp hiện nay, robot ngày càng được sử dụng phổ biến sản xuất cũng đời sống người Robot đã có mợt vị trí quan trọng khó có thể thay thế được, giúp người làm việc điều kiện khó khăn, nguy hiểm Ngoài ra, robot còn được dùng vào lĩnh vực thám hiểm vũ trụ, quân sự, giải trí…Lĩnh vực robot di động ngày càng chiếm được sự quan tâm của nhà nghiên cứu và xã hội Từ tình hình thực tế đó, việc xây dựng chương trình hoạt đợng cho robot là điều thiết yếu đặc biệt đối với robot di đợng Trong khóa ḷn này tơi đã thực hiện chương trình dựa công nghệ thị giác máy tính để robot có thể phát hiện chuyển động của một vật bất kỳ và bám theo vật Ngoài robot còn có thể tìm kiếm vật nhất định Nhận thấy tầm quan trọng của vấn đề này, quyết định chọn đề tài “Thiết kế chế tạo Robot bám theo đối tượng di động dựa màu sắc” Ý nghĩa khoa học thực tiễn Công nghệ thị giác máy tính ứng dụng vào robot di động là một công nghệ tiên tiến, giúp robot cảm nhận được môi trường rộng và rõ thông qua nhận biết môi trường hình ảnh Robot di đợng bám đới tượng có thể ứng dụng robot vào nhiệm vụ tuần tra an ninh, tìm kiếm, phát hiện mục tiêu quân sự,… Mục đích nghiên cứu Mục tiêu của luận văn là tập trung nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm một Robot có khả tự đợng bám theo mợt đới tượng được chỉ định từ trước Robot được chạy thử nghiệm và đánh giá một cách khách quan nhiều điều kiện mơi trường khác nhau, từ xác định khả ứng dụng của luận văn vào đời sống người ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Đối tượng Đối tượng nghiên cứu ở là robot di đợng có thể hoạt đợng hoàn toàn tự động Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu về tḥt tốn phát hiện và bám đới tượng Đồ án này tập trung vào tḥt tốn bám đ̉i đới tượng dựa màu sắc và đối tượng được bám là vật có màu sắc đơn giản Phát triển chương trình nhúng vi điều khiển và chương trình máy tính Kết nối thành phần cứng với và nạp chương trình nhúng vào vi điều khiển Kiểm tra, chạy thử, đánh giá chương trình và đưa hướng phát triển mới Cấu trúc của khóa luận Cấu trúc của khóa luận gồm chương: + Chương 1: Tổng quan về robot và robot di động + Chương 2: Cơ sở lý thuyết + Chương 3: Thực nghiệm và báo cáo kết quả ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ROBOT VÀ ROBOT DI ĐỘNG 1.1 Tổng quan về robot robot di động Robot xuất hiện lần đầu tiên ở New York vào 09/10/1922 vở kịch “Rossum’s Universal Robot” của nhà soạn kịch người Tiệp Khắc là Karen Chapek, còn từ robot là một cách gọi khác của từ Robota – theo tiếng Tiệp có nghĩa là cơng việc lao dịch Khi Karen Chapek cho Robot là những người máy có khả làm việc khơng có khả suy nghĩ Robot là mợt loại thiết bị có thể thực hiện những cơng việc mợt cách tự động sự điều khiển của máy tính hoặc vi mạch điện tử được lập trình Robot có mợt đặc điểm sau đây: người sáng tạo ra, có khả nhận biết mơi trường xung quanh và tương tác với những vật thể mơi trường, có khả đưa lựa chọn dựa môi trường và được điều khiển một cách tự động theo những trình tự đã được lập trình trước, có thể điều khiển được lệnh để có thể thay đởi tùy theo u cầu của người sử dụng, có thể di chuyển quay hoặc tịnh tiến theo một hay nhiều chiều và khéo léo vận đợng Ngày đã có rất nhiều nhà khoa học đưa định nghĩa khác về robot lại: robot là một tác tử nhân tạo, thực tế là một hệ thống – điện tử, trùn tải mợt thơng tin cảm nhận có mục đích qua sự hiện diện hoặc chuyển động của mơi trường xung quanh Nói vậy thì robot gồm ba bộ phận bản: Bộ cảm nhận, bộ điều khiển và bộ chấp hành + Bộ cảm nhận: Có nhiệm vụ thu thập thơng tin từ mơi trường Mơi trường ở có thể được biết trước hoặc không biết trước Trong một số trường hợp, trạng thái chính của robot (như số vòng quay của bánh xe di động cho thân robot) cũng được coi là biến môi trường + Bộ điều khiển: Thông tin từ bộ cảm nhận được đưa vào bộ điều khiển để xử lý và xuất lệnh thích hợp quyết định hành vi của hệ thống Người ta coi bộ điều khiển là “bộ não” của robot Thường bộ phận này là máy tính hay bộ xử lý chuyên dụng và bộ nhớ cùng giao diện ghép nối vào/ra + Bộ chấp hành: Thực hiện lệnh từ bộ điều khiển để tác động trở lại môi trường hay chính robot Với một hệ thống vậy thì cấu trúc của robot có liên quan chặt chẽ tới sự phát triển của công nghệ về điện – điện tử, khí và phần mềm máy tính ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Hình 1.1 Ba phận robot Những năm gần đây, nhu cầu phát triển robot di động cùng với việc thơng minh hóa robot đã dẫn đến sự bùng nổ nghiên cứu phát triển hệ thống robot di động tự trị (autonomous mobile robot) thế giới Robot tự trị có chương trình điều khiển được nạp sẵn bợ nhớ của nó, được lưu trữ theo kiểu không bay (non-volatile) để cho phép một được khởi đợng robort có thể hoạt đợng đợc lập mà không cần tác nhân điều khiển nào khác Có nghĩa là robot có thể tự thích nghi với sự thay đổi của môi trường để tiếp tục đạt tới mợt mục đích nào Điều này khác hẳn với robot công nghiệp thông thường thực chỉ là những máy tự động được lập trình lặp lặp lại Sự thông minh của robot là khả cảm nhận và thích ứng với môi trường chưa biết rõ Những robot di động đơn giản tránh được vật cản bất ngờ đường theo một chiến lược nào đó, những robot có thể nhận vật thể theo màu sắc, hình dạng để lựa chọn sản phẩm, nhận dạng theo ngôn ngữ tự nhiên đến máy chơi cờ tự đợng, có thể thắng được cả nhà vô địch thế giới… thuộc loại này ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT 1.2 Cấu trúc robot di động Hình 1.2 Sơ đồ khối cấu trúc robot di động Hệ thống cảm nhận robot di động: Cảm biến (sensor) là linh kiện chính của bộ phận cảm nhận robot Cảm biến biến đổi tín hiệu lối vào, thường là đại lượng phi điện (như âm thanh, ánh sáng, nhiệt độ, v.v…), thành đại lượng điện lối Cảm biến thường được phân thành loại: thụ động và tích cực Một số cảm biến dùng robot di động thông minh như: cảm biến lazer, cảm biến ảnh, cảm biến chi hướng, cảm biến phát hiện vật thể gần… Các cấu chấp hành: Các cấu dịch chuyển giúp robot di chuyển hiện rất phong phú Ngoài cấu chuyển dịch bánh xe thông dụng còn nhiều dạng dịch chuyển nữa di chuyển chân robot dạng người, di chuyển cánh quạt không hay dưới nước, v.v…Các cấu này thường sử dụng động cơ, động điện, làm nguồn chủn đợng Các đợng điện có thể quay liên tục (với cở góp điện có chởi than hoặc khơng có chởi than) hay đợng bước Thường thì mạch điện công suất điều khiển động cũng được xem một bộ phận của cấu chấp hành Khối dự đốn điều khiển : Phần cứng của bợ điều khiển robot di động hiện chủ yếu dựa vào mạch ứng dụng vi xử lý Thường là máy vi tính, mạch vi điều khiển ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Phần mềm với đường chương trình xử lý, điều khiển đặc trưng cho mức độ thông minh của robot di động Khối dẫn đường: Dẫn đường robot là việc tạo cho có khả tới đích theo mợt cách nào Các robot kiểu phản ứng có được hành vi chuyển động thế giới mà không bị va chạm khả dẫn đường liên quan đến mọi vấn đề tḥc robot có trí ṭ nhân tạo như: cảm nhận, hành động, lập kế hoạch, kiến trúc, phần cứng, hiệu suất tính toán, v.v… Tổng quan lại: Robot di động là một hệ thống phức tạp gồm cấu kiện khí, điện và chương trình phần mềm tương tác với Hệ thống điều khiển robot phải tích hợp được phần tử này cho robot có thể đạt được mục đích mong ḿn 1.3 Một số ứng dụng của robot di động Khả di đợng giúp cho robot có nhiều ứng dụng và đòi hỏi phải giải quyết nhiều vấn đề mới Một những vấn đề chung cần nghiên cứu ở loại robot di chuyển là khả xác định phương hướng (navigation) của robot Ba loại robot di động chính hiện này bao gồm: xe tự hành mặt đất AGV, robot tự hành dưới nước AUV, máy bay không người lái UAV ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan xử lý ảnh 2.1.1 Xử lý ảnh Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ Nó là mợt ngành khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác tốc độ phát triển của rất nhanh, kích thích trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là máy tính chuyên dụng riêng cho Con người thu nhận thơng tin qua giác quan, thị giác đóng vai trò quan trọng nhất Những năm trở lại với sự phát triển của phần cứng máy tính, xử lý ảnh và đồ hoạ phát triển mợt cách mạnh mẽ và có nhiều ứng dụng c̣c sớng Xử lý ảnh và đồ hoạ đóng mợt vai trò quan trọng tương tác người máy Quá trình xử lý ảnh được xem là trình thao tác ảnh đầu vào nhằm cho kết quả mong muốn Kết quả đầu của một trình xử lý ảnh có thể là mợt ảnh “tớt hơn” hoặc mợt kết ḷn Hình 2.1 Q trình xử lý ảnh Ảnh có thể xem là tập hợp điểm ảnh và mỗi điểm ảnh được xem là đặc trưng cường độ sáng hay mợt dấu hiệu nào tại mợt vị trí nào của đới tượng khơng gian và có thể xem mợt hàm n biến P(c 1, c2, , cn) Do đó, ảnh xử lý ảnh có thể xem ảnh n chiều Sơ đồ tổng quát của một hệ thống xử lý ảnh: ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Hình 2.2 Các bước xử lý ảnh hệ thống xử lý ảnh 2.1.2 Một số khái niệm bản ảnh + Điểm ảnh: Ảnh tự nhiên là ảnh liên tục về không gian và độ sáng Để xử lý ảnh máy tính, ảnh cần được sớ hóa Sớ hóa ảnh là sự biển đổi gần đúng một ảnh liên tục thành một tập điểm phù hợp với ảnh thật về vị trí (không gian) và độ sáng (mức xám) Khoảng cách giữa điểm ảnh được thiết lập cho mắt người không phân biệt được ranh giới giữa chúng Mỗi điểm vậy gọi là điểm ảnh (PEL: Picture Element) hay gọi tắt là Pixel Trong khuôn khổ ảnh hai chiều Mỗi pixel ứng với cặp tọa độ (x, y) Điểm ảnh (pixel) là một phần tử của ảnh số tại tọa độ (x, y) với độ xám hoặc màu xác định Kích thước và khoảng cách giữa điểm ảnh được chọn thích hợp cho mắt người cảm nhận được sự liên tục về không gian và mức xám (hoặc màu) của ảnh số gần là thật Mỗi phần tử ma trận được gọi là phần tử ảnh + Độ phân giải: Độ phân giải (Resolution) của ảnh là mật độ điểm ảnh được ấn định một ảnh số được hiển thị Theo định nghĩa, khoảng cách giữa điểm ảnh phải được chọn cho mắt người vẫn thấy được sự liên tục cuẩ ảnh Việc lựa chọn khoảng cách thích hợp tạo nên mợt mật đợ phân bớ, chính là độ phân giải và được phân bố theo trục x và y không gian hai chiều ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT + Khử nhiễu: Có loại nhiễu bản trình thu nhận ảnh: - Nhiễu hệ thớng: là nhiễu có quy ḷt có thể khử phép biến đởi - Nhiễu ngẫu nhiên: vết bẩn không rõ nguyên nhân  khắc phục phép lọc + Chỉnh mức xám: Nhằm khắc phục tính không đồng đều của hệ thống gây Thơng thường có hướng tiếp cận: - Giảm sớ mức xám: Thực hiện cách nhóm mức xám gần thành mợt bó Trường hợp chỉ có mức xám thì chính là chuyển về ảnh đen trắng Ứng dụng: In ảnh màu máy in đen trắng - Tăng số mức xám: Thực hiện nội suy mức xám trung gian kỹ thuật nội suy Kỹ thuật này nhằm tăng cường độ mịn cho ảnh + Phân tích ảnh: Là khâu quan trọng trình xử lý ảnh để tiến tới hiểu ảnh Trong phân tích ảnh việc trích chọn đặc điểm là một bước quan trọng Các đặc điểm của đối tượng được trích chọn tuỳ theo mục đích nhận dạng trình xử lý ảnh Có thể nêu một số đặc điểm của ảnh sau đây: - Đặc điểm không gian: Phân bố mức xám, phân bố xác suất, biên độ, điểm uốn v.v… - Đặc điểm biến đổi: Các đặc điểm loại này được trích chọn việc thực hiện lọc vùng (zonal filtering) Các bộ vùng được gọi là “mặt nạ đặc điểm” (feature mask) thường là khe hẹp với hình dạng khác (chữ nhật, tam giác, cung tròn v.v….) - Đặc điểm biên và đường biên: Đặc trưng cho đường biên của đối tượng và vậy rất hữu ích việc trích trọn thuộc tính bất biến được dùng nhận dạng đới tượng Các đặc điểm này có thể được trích chọn nhờ toán tử gradient, toán tử la bàn, toán tử Laplace, v.v… Việc trích chọn hiệu quả đặc điểm giúp cho việc nhận dạng đối tượng ảnh chính xác, với tớc đợ tính tốn cao và dung lượng nhớ lưu trữ giảm xuống 2.1.3 Giới thiệu khơng gian màu Mắt người có thể phân biệt được vài chục màu có thể cảm nhận được hàng ngàn màu Ba tḥc tính của mợt màu là: Sắc thái màu (Hue), Độ bão hòa màu (Saturation), và đợ sáng hay đợ chói (Itensity) ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 SVTH: PHẠM XUÂN KIỆT Trong xử lý ảnh và đồ họa, mô hình màu là một chỉ số kỹ thuật của một hệ tọa độ màu chiều với tập màu nhỏ thành phần có thể trơng thấy được hệ thống tọa độ màu thuộc một gam màu đặc trưng Ví dụ mô hình màu RGB (Red, Green, Blue): là một đơn vị tập màu thành phần xếp theo hình lập phương của hệ trục tọa độ Đề Mục đích của mô hình màu là cho phép chỉ số kỹ thuật quy ước của một số loại màu sắc thích hợp với màu sắc của một số gam màu khác Chúng ta có thể nhìn thấy mơ hình màu này, không gian màu là một tập hợp nhỏ của khơng gian màu có thể nhìn thấy được, vì vậy một mô hình màu không thể được sử dụng để định rõ tất cả có thể nhìn thấy Sau đây, ta xem xét một số mô hình hay được sử dụng nhất + Mơ hình màu RGB (Red, Green, Blue) Màu đỏ, lục – xanh cây, lam – xanh da trời (RGB) được sử dụng phổ biến nhất Những màu gốc RGB được thêm vào những màu gốc khác điều tạo nên sự đóng góp riêng của từng màu gốc được thêm cùng để mang lại kết quả Tập hợp màu nhỏ thành phần xếp theo khối lập phương đơn vị Đường chéo chính của khối lập phương với sự cân về số lượng từng màu gốc tương ứng với mức độ xám với đen là (0,0,0) và trắng (1,1,1) Hình 2.3 Mơ hình màu RGB + Mơ hình màu HSV (Hue, Saturation, Value) Các mô hình màu RGB, CMY được định hướng cho phần cứng trái ngược với mô hình màu HSV của Smith hay còn được gọi là mẫu HSB với B là Brightness ĐẠI HỌC DUY TÂN GVHD: TS TRẦN THUẬN HOÀNG