Bài giảng Lập trình hệ nhúng - Chương 8: Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng cung cấp cho sinh viên các kiến thức: Tổng quan về xử lý ảnh, giới thiệu OpenCV, các phép biến đổi ảnh cơ bản. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.
Chương Lập trình xử lý ảnh nhúng Lập trình nhúng ARM-Linux 202 Nội dung 8.1 Tổng quan xử lý ảnh 8.2 Giới thiệu OpenCV 8.3 C|c phép biến đổi ảnh Lập trình nhúng ARM-Linux 203 8.1 Tổng quan xử lý ảnh Khái niệm xử lý ảnh N}ng cao chất lượng hình ảnh theo tiêu chí n{o (Cảm nhận người) Ph}n tích ảnh để thu c|c thông tin đặc trưng giúp cho việc ph}n loại ảnh (image classification), nhận dạng ảnh (image recognition) Hiểu ảnh đầu v{o để có mơ tả ảnh mức cao hơn, s}u Lập trình nhúng ARM-Linux Mơ hình hệ thống xử lý ảnh Lưu trữ Camera Thu nhận ảnh Số hóa Phân tích ảnh Sensor Lưu trữ Lập trình nhúng ARM-Linux Đối sánh Nhận dạng Hệ định Các toán xử lý ảnh Các kỹ thuật tiền xử lý-mức thấp Image Acquisition Image Enhancement Image Restoration Image Compression Image Coding Morphological Image Processing Wavelet Analysis Knowledge Base Lập trình nhúng ARM-Linux Xử lý mức cao Image Segmentation Representation & Description Recognition & Interpretation Các tốn xử lý ảnh Thu nhận ảnh, số hóa ảnh (image aquisition) • Hệ thống chụp ảnh, tín hiệu ảnh • Hệ thống số hóa ảnh: C|c phương ph|p lấy mẫu, lượng tử hóa Cải thiện ảnh, khơi phục ảnh, lọc nhiễu (tiền xử lý – image pre-processing) • C|c phép xử lý điểm ảnh • C|c phép xử lý miền khơng gian • C|c phép xử lý miền tần số Lập trình nhúng ARM-Linux Các tốn xử lý ảnh Phân tích ảnh • Trích chọn đặc trưng (feature extraction) • Biểu diễn, mơ tả ảnh (image representation, image description) • Ph}n lớp ảnh (image classification) • Nhận dạng ảnh (image recognition) •… Mã hóa, nén ảnh • C|c phương ph|p nén ảnh, c|c chuẩn nén ảnh Truyền thông ảnh: c|c kỹ thuật streaming Lập trình nhúng ARM-Linux Ứng dụng xử lý ảnh Lập trình nhúng ARM-Linux Ứng dụng tăng cường chất lượng Lập trình nhúng ARM-Linux Hiệu ứng panorama Lập trình nhúng ARM-Linux Dãn độ tương phản Ảnh trước sau tiến hành dãn độ tương phản Lập trình nhúng ARM-Linux 246 8.3.5 Cân Histogram Cân histogram phương pháp thay đổi độ tương phản ảnh cách thay đổi lược đồ phân bố mức xám chúng Mục đích làm thay đổi biểu đồ phân bố mức xám từ phân bố ban đầu sang phân bố hướng tới Tác dụng nhằm phát đối tượng bi che khuất ảnh ban đầu Phép biến đổi có ý nghĩa ảnh chụp bóng đêm, đối tượng thường bị mờ, hay bị che khuất bóng tối, áp dụng cân histogram làm rõ đối tượng Lập trình nhúng ARM-Linux 247 Cân Histogram Cơng thức thực hiện: bk = (bmax – bmin) Trong bmin, bmax giá trị chọn, pi xác suất xuất giá trị mức xám i ảnh ban đầu, với i [amin, amax] Lập trình nhúng ARM-Linux 248 Hàm cân Histogram Sử dụng h{m cvEqualizeHist • Src: ma trận ảnh gốc • Dst: ma trận ảnh sau đ~ c}n Histogram Lập trình nhúng ARM-Linux Demo cân Histogram Lập trình nhúng ARM-Linux 8.3.6 Chuyển sang ảnh nhị phân Chuyển đổi dựa phân ngưỡng • Phân ngưỡng cố định (fixed threshold): sử dụng Histogram phân bố rõ ràng hai vùng sáng, tối với hai đỉnh rõ rệt Lập trình nhúng ARM-Linux 251 Chuyển sang ảnh nhị phân Phân ngưỡng thích nghi (adaptive threshold) • Trong trường hợp lược đồ mức xám ảnh có tới >=3 đỉnh chóp, ví dụ ảnh tương ứng với số điểm ảnh có giá trị mức xám tương ứng 50, 110 180 Lập trình nhúng ARM-Linux 252 Chuyển sang ảnh nhị phân Phân ngưỡng thích nghi: • Sử dụng ngưỡng động cho điểm ảnh khác • Kỹ thuật cho phép điều tiết, thích nghi với thay đổi điều kiện sáng ảnh ví dụ ảnh có sử dụng hiệu ứng rọi sáng (illumination) hay đổ bóng(shadow) Lập trình nhúng ARM-Linux 253 Chuyển sang ảnh nhị phân Kết (Sử dụng ngưỡng cứng) Kết (Sử dụng ngưỡng thích nghi) Lập trình nhúng ARM-Linux 254 Hàm chuyển sang ảnh nhị phân Phân ngưỡng cứng • • • • Src: Ảnh ban đầu, dst: ảnh kết Threshold: ngưỡng chọn maxValue: gi| trị lớn thresholdType: kiểu ph}n ngưỡng Lập trình nhúng ARM-Linux Hàm chuyển sang ảnh nhị phân Phân ngưỡng thích nghi • Src: ảnh ban đầu, dst: ảnh kết • maxValue: gi| trị lớn • adaptiveMethod: phương ph|p tính ngưỡng thích nghi (CV_ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C hay CV_ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C) Lập trình nhúng ARM-Linux Demo chuyển sang ảnh nhị phân Lập trình nhúng ARM-Linux Phụ lục A – Các lệnh Linux Lệnh hiển thị thông tin c|c file thư mục ls –al //hiển thị danh s|ch với đầy đủ thông tin Lệnh thay đổi quyền cho file hay thư mục chmod vd: chmod +x Filename //Cấp thêm quyền thực thi Lệnh để xem danh s|ch c|c file thiết bị ls –al /dev Lệnh để xem tất c|c tiến trình chạy ps Lập trình nhúng ARM-Linux 258 Phụ lục A – Các lệnh Linux Lệnh c{i đặt phần mềm từ kho chứa Linux sudo apt-get install Tên_gói_phần_mềm Xem danh s|ch c|c major id tương ứng với c|c device driver active cat /proc/devices Tìm kiếm file chứa dòng text grep vd: grep –r “Hello” //Tìm tất c|c file v{ hiển thị c|c dịng chứa từ khóa //Hello thư mục v{ c|c thư mục Lập trình nhúng ARM-Linux 259 Phụ lục B – Website quan trọng http://www.friendlyarm.net //download http://www.thaieasyelec.com/FriendlyARM //mua KIT, download t{i liệu http://dientuvietnam.net //forum chia sẻ http://eetimes.com //Tin tức công nghệ http://www.kernel.org //download mã kernel http://qt.nokia.com //Hỗ trợ QT SDK qtforum.org qtcenter.org Lập trình nhúng ARM-Linux 260 ... thuật streaming Lập trình nhúng ARM-Linux Ứng dụng xử lý ảnh Lập trình nhúng ARM-Linux Ứng dụng tăng cường chất lượng Lập trình nhúng ARM-Linux Hiệu ứng panorama Lập trình nhúng ARM-Linux Ứng dụng... khn mặt Lập trình nhúng ARM-Linux Nhận dạng người chuyển động Lập trình nhúng ARM-Linux Nhận dạng đối tượng chuyển động Lập trình nhúng ARM-Linux Nhận dạng chữ viết tay Lập trình nhúng ARM-Linux... trị 1,0) Lập trình nhúng ARM-Linux 233 8. 3.2 Chuyển ảnh màu -> đa mức xám Sử dụng công thức: Gray scale= 0.2 989 *R+ 0. 587 0*G + 0.1140*B; Lập trình nhúng ARM-Linux 234 Chuyển ảnh màu -> đa mức