THỰC HIỆN GIẢI THUẬT tạo HÌNH HOẠT họa BẰNG NGÔN NGỮ VERILOG hoặc VHDL

THỰC HIỆN GIẢI THUẬT tạo HÌNH HOẠT họa BẰNG NGÔN NGỮ VERILOG hoặc VHDL THỰC HIỆN GIẢI THUẬT tạo HÌNH HOẠT họa BẰNG NGÔN NGỮ VERILOG hoặc VHDL THỰC HIỆN GIẢI THUẬT tạo HÌNH HOẠT họa BẰNG NGÔN NGỮ VERILOG hoặc VHDL THỰC HIỆN GIẢI THUẬT tạo HÌNH HOẠT họa BẰNG NGÔN NGỮ VERILOG hoặc VHDL

THỰC HIỆN GIẢI THUẬT TẠO HÌNH HOẠT HỌA BẰNG NGON NGỮ VERILOG/VHDL Page of 16 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TẠO HIỆU ỨNG HOẠT HÌNH LÀ GÌ 1.1 Tổng quan đề tài 1.2 Tổng quan matlab 1.3 Tổng quan verilog 10 Chương II: THỰC HIỆN TRÊN PHẦN MỀM MATLAB VÀ QUARTEUS (NGÔN NGỮ VERILOG) 11 2.1 Phương pháp đổi ảnh thực qua ảnh hoạt họa .11 2.2 Tách biên lọc Sobel 13 2.3 Làm mềm ảnh 13 Chương 3: Kết mô phần mềm 15 3.1 Sơ đồ giải thuật 15 3.2 Kết mô .16 Chương 4: Kết luận 17 Tài liệu tham khảo 18 Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Giao diện matlab 10 Hình 2.1: Hệ màu RGB 12 Hình 2.2: Ma trận Sobel .13 Hình 2.3: Tín hiệu lượng tử hóa 14 Hình 3.1: Sơ đồ ghải thuật tạo hiệu ứng hoạt họa cho ảnh 15 Hình 3.2: Kết mô 16 Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Matlab: LAB: Matrix Laboratory Lightness-Luminance Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ TẠO HIỆU ỨNG HOẠT HÌNH LÀ GÌ 1.1 Tổng quan đề tài Với xu phát triển công nghệ hóa , đại hóa cách tốc độ nay, nhu cầu đời sống người tăng cách nhanh chóng Những hình ảnh chụp q phổ biến, khơng làm người thích thú chục năm trước, với xu nay, người thích thứ lạ hơn, vd biến ảnh chân dung, quang cảnh chụp thành hình vẽ để thêm phần đặc biệt, thú vị Và để thực điều khơng điều khơng thể với cơng cụ phần mềm ngôn ngữ đại Verilog, VHDL, matlab… Và hôm e thực đề tài đồ án vấn đề: Thực giải thuật tạo hình hoạt họa ngơn ngữ Verilog/VHDL 1.2 Tổng quan Matlab a Matlab gì? - MATLAB từ viết tắt Matrix Laboratory , phần mềm toán học hãng Mathworks tạo để lập trình , tính tốn số có tính trực quan cao Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 - MATLAB làm việc chủ yếu với ma trận Ma trận cỡ mxn, nghĩa bảng chữ nhật gồm mxn số xếp thành m hàng n cột MATLAB làm việc với nhiều kiểu liệu khác Với chuỗi kí tự MATLAB xem dãy kí tự dãy mã số ký tự - MATLAB dùng để giải tốn giải tích số, xử lý tín hiệu số, xử lý đồ họa, … mà khơng phải lập trình cổ điển Hiện nay, MATLAB có nhiều, lên đến hàng ngàn lệnh hàm tiện ích Ngồi hàm cài sẵn ngơn ngữ chính, MATLAB có lệnh hàm ứng dụng chuyên biệt Toolbox, đểm rộng mơi trường MATLAB nhằm giải tốn thuộc phạm trù riêng Các Toolbox quan trọng tiện ích cho người dùng tốn sơ cấp, xử lý tín hiệu số, ảnh, âm thanh, ma trận thưa, logic mờ,… b.Tổng quan cấu trúc liệu Matlab, ứng dụng Matlab _Dữ liệu Cơ sở liệu Matlab thể dạng ma trận ( mảng – tổng quát), có kiểu liệu liệt kê sau đây: · Kiểu đơn single, kiểu có lợi nhớ liệu đòi hỏi byte nhớ hơn, kiểu liệu không sử dụng phép tính tốn học, độ xác · Kiểu double kiểu kiểu thông dụng biến Matlab · Kiểu Sparse · Kiểu uint8, uint16, uint64… · Kiểu char ví dụ “Monday” · Kiểu cell · Kiểu Structure Trong Matlab kiểu liệu double kiểu mặc định sử dụng phép tính số học _Ứng dụng Chương trình Matlab tạo điều kiện thuận lợi cho: · Các khoá toán học · Các kỹ sư, nhà nghiên cứu khoa học · Matlab dùng để tính tốn, nghiên cứu tạo sản phẩm tốt sản xuất c Hệ thống Matlab Ta chia hệ thống Matlab thành phần • Mơi trường phát triển Cũng nơi đặt công cụ, phương tiện giúp sử dụng lệnh file, ta liệt kê số sau + Desktop + Command Window + Command History + Browsers for viewinghelp • Thư viện, hàm toán học bao gồm cấu trúc tính tổng cosin, sin, Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 cotan,etc…, phép tính đơn giản đến phép tính phức tạp phép tính trị riêng ma trận nghich đảo, chuyển đổi laplace,fourier, symbolic library • Ngơn ngữ Matlab Đó ngơn ngữ cao ma trận mảng, với dòng lệnh, hàm, cấu trúc liệu vào, lập trình hướng đối tượng • Đồ hoạ chương trình Matlab Bao gồm câu lệnh dùng thể đồ họa môi trường 2D, 3D dùng tạo hình ảnh chuyển động, cung cấp giao diện tương tác người sử dụng máy tính • Giao tiếp với ngơn ngữ khác: Matlab cho phép người dùng tương tác với ngơn ngữ khác C, Fortran … Hình 1.1: Giao diện matlab 1.3 Tổng quan verilog Verilog ngôn ngữ mô tả phần cứng (Hardware Description Language) sử dụng việc thiết kế các hệ thống số, mạch tích hợp… Cùng với ngơn ngữ VHDL, Verilog hai ngôn ngữ mô tả phần cứng phổ biến Verilog lần đầu giới thiệu vào năm 1984 công ty Gateway Design Automatic Verilog khơng chuẩn hóa chỉnh sửa hầu hết phiên sau từ năm 1984 đến năm 1990 Năm 1995 Verilog thức chuẩn hóa tổ chức IEEE Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 CHƯƠNG II: THỰC HIỆN TRÊN PHẦN MỀM MATLAB VÀ QUARTEUS (NGÔN NGỮ VERILOG) 2.1 Phương pháp đổi ảnh thực qua ảnh hoạt họa Ảnh thực tạo dựa tảng màu RGB Màu RGB kết hợp màu R: red, G:green B:blue Để không làm thay đổi màu gốc thao tác Ta chuyển màu RGB sang LabColor Vậy màu lab color gì: Ở hệ màu lab, màu biểu diễn tổ hợp gồm kênh: Kênh L (Lightness-Luminance): Kênh L trục thẳng đứng, thể độ sáng màu, có giá trị từ (Black) đến 100 (White) Hồn tồn khơng chứa giá trị màu thật mà thể độ sáng Kênh “a”: Giá trị màu từ Green (-) Red (+) Kênh “b”: Chứa giá trị màu từ Blue (-) tới Yellowta màu gốc ảnh không bị ảnh hưởng kênh Do thông tin màu thông tin độ sáng màu lưu tách riêng vậy, làm nhiều thao tác kênh Lightness-Luminance mà không làm ảnh hưởng đến giá trị màu thực bực ảnh Tại phải xài hệ màu LAB? Vì hình làm việc biểu diễn hệ màu RGB Và bạn biết, hình biểu diễn ảnh kiểu.Và đặc tính phụ thuộc thiết bị hệ RGB Vì người ta sinh sensor chỉnh màu để màu hiển thị chuẩn hình Nhưng ta đem ảnh in, khơng in theo hệ RGB Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 mà lài theo hệ CMYK, làm chúng trơng khác với ta thấy hình Chúng ta thường khó cố ý chỉnh sang hệ CMYK trước in từ RBG có nhiều lọc (filter) khơng thể thao tác với hệ CMYK Vì lúc hệ LAB lên tiếng, hệ màu LAB, bạn thấy ảnh chuyển qua CMYK Vì bạn chỉnh thoải mái, sau hồn tất chuyển qua CMYK đem in Vì hệ LAB, lọc thao tác được, đặc biệt, ta chỉnh lever ảnh, không làm ảnh hưởng đến màu gốc ảnh Tạo hình hoạt họa Verilog Page 10 of 16 Hình 2.1: Hệ màu RGB Bằng mắt thường, phân biệt đâu ảnh thực, đâu ảnh hoạt họa nhờ vào đặc điểm: -Biên ảnh -Độ chi tiết điểm ảnh Với đặc điểm để chuyển từ ảnh thực qua hoạt họa ta thực bước: -Tách biên cho ảnh -Giảm độ chi tiết độ sáng màu sắc cho ảnh Nói cách khác, làm mềm ảnh 2.2 Tách biên lọc Sobel Biên liên kết vùng có mức xám tương đối khác Tư tưởng kỹ thuật tách biên tính vi phân cục Vi phân bậc điểm ảnh thực cách dùng biên độ Gradient điểm Vi phân tương tự thực Laplace Ý tưởng đằng sau tách biên tìm nơi ảnh có cường độ thay đổi nhanh, sử dụng hai tiêu chuẩn tổng qt sau: •Tìm nơi đạo hàm bậc cường độ sáng có biên độ ngưỡng •Tìm nơi đạo hàm bậc hai cường độ sáng có chỗ chéo *Bộ tách biên Sobel Bộ tách biên Sobel sử dụng mặt nạ để xấp xỉ đạo hàm bậc nói gradient tâm điểm lân cận tính theo Sobel: g Tạo hình hoạt họa Verilog Page 11 of 16 Hình 2.2: Ma trận Sobel 2.3 Làm mềm ảnh Làm mềm ảnh dựa phương pháp lượng tử hóa Lượng tử hóa dựa nguyên tắc làm tròn, nghĩa thay giá trị x(t) giá trị mức lượng tử gần Lượng tử hóa dựa theo rút ngắn: giá trị thay giá trị mức lượng tử Nói nơm na, lượng tử hóa giúp ta làm phẳng tơng màu màu sắc có độ sáng khác thành màu nhất, giảm chi tiết cho ảnh Hinh 2.3: Tín hiệu lượng tử hóa Tạo hình hoạt họa Verilog Page 12 of 16 CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 3.1 Sơ đồ giải thuật Input RGB -> LAP Tạo hình hoạt họa Verilog Page 13 of 16 Tách biên phương pháp Sobel Làm mềm ảnh pp lượng tử hóa LAP -> RGB Thêm biên vào ảnh làm mềm Hình 3.1: Giải thuật tạo hiệu ứng hoạt họa cho ảnh 3.2 Kết mô Tạo hình hoạt họa Verilog Page 14 of 16 Hình 3.2: Kết mô CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Tạo hình hoạt họa Verilog Page 15 of 16 4.1 Ưu điểm – Khuyết điểm -Ưu điểm: Phương pháp đơn giản, dễ thực -Khuyết điểm: Hình thể chưa sắc nét mong đợi 4.2 Hướng phát triển Tham khảo thêm tài liệu tìm cách cải thiện lọc ảnh sắc nét TÀI LIỆU THAM KHẢO Tạo hình hoạt họa Verilog Page 16 of 16 [1] https://people.ece.cornell.edu [2] https://github.com/ohyeslk [3] Lê Tiến Thường: “Xử lý số tín hiệu wavelets” , trang 81-83 Tạo hình hoạt họa Verilog ... biên vào ảnh làm mềm Hình 3.1: Giải thuật tạo hiệu ứng hoạt họa cho ảnh 3.2 Kết mơ Tạo hình hoạt họa Verilog Page 14 of 16 Hình 3.2: Kết mơ CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Tạo hình hoạt họa Verilog Page 15... 2.3: Tín hiệu lượng tử hóa Tạo hình hoạt họa Verilog Page 12 of 16 CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ GIẢI THUẬT VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 3.1 Sơ đồ giải thuật Input RGB -> LAP Tạo hình hoạt họa Verilog Page 13 of 16... tổ chức IEEE Tạo hình hoạt họa Verilog Page of 16 CHƯƠNG II: THỰC HIỆN TRÊN PHẦN MỀM MATLAB VÀ QUARTEUS (NGÔN NGỮ VERILOG) 2.1 Phương pháp đổi ảnh thực qua ảnh hoạt họa Ảnh thực tạo dựa tảng