a. Lọc trung bình không gian
I.6. NHẬN DẠNG ẢNH
I.6.1. Mô hình tham số
Sử dụng một véctơ để đặc tả đối tượng. Mỗi phần tử của véctơ mô tả một đặc tính của đối tượng.
Giả sử tiếp : x0 = 1 1 N i N = ∑ xi y0 = 1 1 N i N = ∑ yi
là toạ độ tâm điểm. Như vậy, moment trung tâm bậc p, q của đường bao là: µpq = 1 1 N i N = ∑ (xi-x0)p(yi-y0)q (1.24) 1 2 0 7 6 5 4 3 E NE N NW W SW S SE
Véctơ tham số trong trường hợp này chính là các moment µij với i=1, 2,...,p và j=1, 2,...,q. Còn trọng số các đặc trưng hình học, người ta hay sử dụng chu tuyến, đường bao, diện tích và tỉ lệ T = 4πS/p2, với S là diện tích, p là chu tuyến.
Việc lựa chọn phương pháp biểu diễn sẽ làm đơn giản cách xây dựng. Tuy nhiên, việc lựa chọn đặc trưng nào là hoàn toàn phụ thuộc vào ứng dụng.
I.6.2. Mô hình cấu trúc:
Cách tiếp cận của mô hình này dựa vào việc mô tả đối tượng nhờ một số khái niệm biểu thị các đối tượng cơ sở trong ngôn ngữ tự nhiên. Để mô tả đối tượng, người ta dùng một số dạng nguyên thuỷ như đoạn thẳng, cung, v,...,v. Chẳng hạn một hình chữ nhật được định nghĩa gồm 4 đoạn thẳng vuông góc với nhau từng đôi một.
I.7. NÉN DỮ LIỆU ẢNH
Nén dữ liệu là quá trình làm giảm lượng thông tin "dư thừa" trong dữ liệu gốc và do vậy, lượng thông tin thu được sau nén thường nhỏ hơn dữ liệu gốc rất nhiều. Với dữ liệu ảnh, kết quả thường là 10 : 1. Một số phương pháp còn cho kết quả cao hơn.
Ngoài thuật ngữ "nén dữ liệu”, do bản chất của kỹ thuật này nó còn có một số tên gọi khác như: giảm độ dư thừa, mã hoá ảnh gốc.
I.7.1. Các loại dư thừa dữ liệuI.7.1.1. Sự phân bố ký tự I.7.1.1. Sự phân bố ký tự
Trong một dãy ký tự, có một số ký tự có tần suất xuất hiện nhiều hơn một số dãy khác. Do vậy, ta có thể mã hoá dữ liệu một cách cô đọng hơn. Các dãy ký tự có tần xuất cao được thay bởi một từ mã nhị phân với số bít nhỏ;
Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải
ngược lại các dãy có tần xuất thấp sẽ được mã hoá bởi từ mã có nhiều bít hơn. Đây chính là bản chất của phương pháp mã hoá Huffman.
• Sự lặp lại của các ký tự
Trong một số tình huống như trong ảnh, 1 ký hiệu (bít "0" hay bít "1") được lặp đi lặp lại một số lần. Kỹ thuật nén dùng trong trường hợp này là thay dãy lặp đó bởi dãy mới gồm 2 thành phần: số lần lặp và kí hiệu dùng để mã. Phương pháp mã hoá kiểu này có tên là mã hoá loạt dài RLC (Run Length Coding).
I.7.1.2. Những mẫu sử dụng tần suất
Có thể có dãy ký hiệu nào đó xuất hiện với tần suất tương đối cao. Do vậy, có thể mã hoá bởi ít bít hơn. Đây là cơ sở của phương pháp mã hoá kiểu từ điển do Lempel-Ziv đưa ra và có cải tiến vào năm 1977, 1978 và do đó có tên gọi là phương pháp nén LZ77, LZ78. Năm 1984, Terry Welch đã cải tiến hiệu quả hơn và đặt tên là LZW (Lempel-Ziv- Welch).
I.7.1.3. Độ dư thừa vị trí
Do sự phụ thuộc lẫn nhau của dữ liệu, đôi khi biết được ký hiệu (giá trị) xuất hiện tại một vị trí, đồng thời có thể đoán trước sự xuất hiện của các giá trị ở các vị trí khác nhau một cách phù hợp. Chẳng hạn, ảnh biểu diễn trong một lưới hai chiều, một số điểm ở hàng dọc trong một khối dữ lệu lại xuất hiện trong cùng vị trí ở các hàng khác nhau. Do vậy, thay vì lưu trữ dữ liệu, ta chỉ cần lưu trữ vị trí hàng và cột. Phương pháp nén dựa trên sự dư thừa này gọi là phương pháp mã hoá dự đoán.
Cách đánh giá độ dư thừa như trên hoàn toàn mang tính trực quan nhằm biểu thị một cái gì đó xuất hiện nhiều lần. Đối với dữ liệu ảnh, ngoài đặc thù chung đó, nó còn có những đặc thù riêng. Thí dụ như có ứng dụng không cần toàn bộ dữ liệu thô của ảnh mà chỉ cần các thông tin đặc trưng biểu
diễn ảnh như biên ảnh hay vùng đồng nhất. Do vậy, có những phương pháp nén riêng cho ảnh dựa vào biến đổi ảnh hay dựa vào biểu diễn ảnh.
I.7.2. Phân loại các phương pháp nén
Có nhiều cách phân loại các phương pháp nén khác nhau. Cách thứ nhất dựa vào nguyên lý nén. Cách này phân các phương pháp nén thành 2 họ lớn:
• Nén chính xác hay nén không mất thông tin (Lossless): họ này bao
gồm các phương pháp nén mà sau khi giải nén ta thu được chính xác dữ liệu gốc.
• Nén có mất mát thông tin (Lossy): họ này bao gồm các phương pháp
mà sau khi giải nén ta không thu được dữ liệu như bản gốc. Trong nén ảnh, người ta gọi là các phương pháp "tâm lý thị giác". Các phương pháp này lợi dụng tính chất của mắt người, chấp nhận một số vặn xoắn trong ảnh khi khôi phục lại. Tất nhiên, các phương pháp này chỉ có hiệu quả khi mà độ vặn xoắn là chấp nhận được bằng mắt thường hay với dung sai nào đó.
Cách phân loại thứ hai dựa vào cách thức thực hiện nén. Theo cách này, người ta cũng phân thành hai họ:
• Phương pháp không gian (Spatial Data Compression): các phương
pháp thuộc họ này thực hiện nén bằng cách tác động trực tiếp lên việc lấy mẫu của ảnh trong miền không gian.
• Phương pháp sử dụng biến đổi (Transform Coding): Gồm các phương
pháp tác động lên sự biến đổi của ảnh gốc mà không tác động trực tiếp như họ trên [6].
Có một cách phân loại khác nữa, cách phân loại thứ ba, dựa vào triết lý của sự mã hoá. Cách này cũng phân các phương pháp nén thành 2 họ:
Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải
• Các phương pháp nén thế hệ thứ nhất: Gồm các phương pháp mà mức
độ tính toán là đơn giản, thí dụ như việc lấy mẫu, gán từ mã, v.. v...
• Các phương pháp nén thế hệ thứ hai: Dựa vào mức độ bão hoà của tỷ
lệ nén.
Trong các phần trình bày dưới đây, ta sẽ theo cách phân loại này.
Cũng còn phải kể thêm một cách phân loại thứ tự do Anil.K.Jain nêu ra. Theo cách của Jain, các phương pháp nén gồm 4 họ chính:
• Phương pháp điểm. • Phương pháp dự đoán.
• Phương pháp dựa vào biến đổi. • Các phương pháp tổ hợp (Hybrid).
Thực ra cách phân loại này là chia nhỏ của cách phân loại thứ ba và dựa vào cơ chế thực hiện nén. Xét một cách kỹ lưỡng nó cũng tương đương cách phân loại thứ ba.
Nhìn chung, quá trình nén và giải nén dữ liệu có thể mô tả một cách tóm tắt theo sơ đồ dưới đây:
Quá trình nén
Dữ liệu gốc Dữ liệu nén
Quá trình giải nén
CHƯƠNG II. KHẢO SÁT HỆ THỐNG THỰC
II.1. Các chức năng hỗ trợ của máy tính trong quá trình dạy học II.1.1. Chức năng lưu trữ và xử lí thông tin
Máy tính có thể quản lí, xử lí cung cấp thông tin khác nhau như văn bản, dữ liệu thống kê, suy luận logic, các công thức, các phép toán và các dạng khác nhau của tri thức. Máy tính sẽ phát huy được sức mạnh của nó khi thông tin cần cung cấp được trích từ ngân hàng dữ liệu. Ở khía cạnh này, máy tính phục vụ xuất sắc nếu nhiệm vụ của người học có một trong các yêu cầu sau:
• Tìm kiếm thông tin. • Chọn lọc thông tin.
Kiểm tra một khái niệm có nội dung xác định thông qua liên kết trong ngân hàng dữ liệu.
II.1.2. Chức năng điều chỉnh hoạt động học tập
Nếu được lập trình thích hợp, máy tính có thể điều chỉnh hoàn thiện và phát triển hoạt động học tập của học sinh. Máy tính làm cho các môn học trở nên hứng thú hơn đối với học sinh, kích thích học sinh tìm tòi, khám phá kiến thức mới. Máy tính giúp cho học sinh phát triển khả năng diễn đạt, khả năng tư duy logic (đặc biệt tư duy thuật toán).
Dựa vào mục đích dạy học và kết quả học tập của từng học sinh, máy tính cung cấp thông tin phản hồi (thông tin ngược) cho học sinh nhằm giúp đỡ họ có thể điều chỉnh hoạt động học tập của mình.
II.1.3. Chức năng luyện tập và thực hành
Các chương trình để luyện tập và thực hành trên máy tính giúp học sinh có cơ hội tốt để tiếp xúc với những vấn đề thực tiễn đã được đơn giản hoá sao
Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải
cho phù hợp với khả năng và trình độ học sinh. Học sinh có thể luyện tập hoặc thực hành trên máy tính trước khi bắt tay vào làm việc với đối tượng thực.
II.1.4. Chức năng minh hoạ và trực quan
Máy tính cung cấp một khả năng lớn về lưu trữ, thể hiện các hình ảnh, âm thanh. Chính vì vậy, nhờ máy tính, các hình ảnh trực quan trong quá trình dạy học có thể được thể hiện một cách sinh động, đa dạng và phong phú.
II.1.5. Chức năng hỗ trợ thiết kế
Chức năng này thể hiện ở việc đưa vào quá trình dạy học các chương trình đồ hoạ hay các chương trình tương tự.
II.1.6. Chức năng mô hình hoá và mô phỏng
Mô hình hoá và mô phỏng là những phương pháp gần tương tự nhau dùng để phản ánh tiến trình nghiên cứu khoa học và sau đó để dạy về cơ sở của các tiến trình đó. Trong khoa học, mô hình hoá các quá trình lý thuyết được coi là con đường tốt nhất để huấn luyện tư duy khoa học và phương pháp giải quyết vấn để, ở mô hình hoá, ta có thể tìm thấy hầu như ở tất cả các khâu của quá trình nhận thức và khám phá điển hình đối với một người nghiên cứu.
II.1.7. Chức năng liên lạc
Chức năng liên lạc của máy tính được sử dụng nhiều trong những trường hợp mà mối liên lạc giữa người học và người dạy một cách trực tiếp gặp khó khăn (ví dụ đào tạo từ xa). Trong những trường hợp đó máy tính đóng vai trò là phương tiện truyền thông giữa người dạy và người học.
II.1.8. Chức năng đánh giá
Máy tính, qua các phần mềm dạy học, đóng vai trò là một thiết bị phân tích và đánh giá các bài kiểm tra, chuẩn đoán đưa ra các hướng giải quyết (các thông tin phản hồi).
II.2. Các quan điểm thiết kế phần mềm theo hướng dạy học với sự giúp đỡ của máy tính
II.2.1. Các quan điểm có tính cổ điển
Các quan điểm cổ điển nhất trong việc thiết kế các phần mềm dạy học được tìm thấy trong các dạng ứng dụng được phân cấp theo mức độ chủ động điều khiển các phần mềm. Có thể chỉ ra các dạng thiết kế phần mềm sau:
• Thiết kế các phần mềm luyện tập và thực hành. • Thiết kế các phần mềm mô phỏng.
• Thiết kế các phần mềm gia sư.
• Thiết kế các phần mềm hỗ trợ cho việc mô hình hoá.
• Thiết kế các hệ tương tác (giữa người học và máy) trên cơ sở tri thức. • Thiết kế các hệ tìm kiếm thông tin.
• Thiết kế các phần mềm tính toán.
• Thiết kế các phần mềm dùng trong thí nghiệm.
II.2.2. Xây dựng các vi thế giới
Sự xuất hiện của máy tính trong dạy học có thể giúp ích cho việc giải quyết các xung đột về nhận thức giữa cái mới và cái đã biết cũng như các vấn đề tương tự bằng cách tạo ra các thế giới chỉ tồn tại trên máy tính và tuân theo các quy luật mà lý thuyết của thế giới thực đã khẳng định.
Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải
II.2.3. Xây dựng hệ tác giả
Các ngôn ngữ tác giả hoặc hệ tác giả cho phép người giáo viên với một kiến thức tối thiểu về tin học cũng có thể tạo ra các sản phẩm là các chương trình dạy học. Hệ tác giả cho phép giáo viên phát huy tính tích cực năng lực sáng tạo của mình trong việc xây dựng các bài học dưới sự hỗ trợ của máy tính. Đồng thời nó cũng giúp cho học sinh nâng cao hiểu biết, khả năng tư duy, phán đoán và rèn luyện trong quá trình tự học, tự nghiên cứu.
II.2.4. Xây dựng hệ chuyên gia
Hệ chuyên gia là phần mềm chứa các tri thức về một lĩnh vực cụ thể và trong một mức độ nào đó, hệ có khả năng giải quyết những yêu cầu của người sử dụng ở trình độ của một chuyên gia có kinh nghiệm lâu năm.
Hệ chuyên gia có thể lưu trữ, cập nhật tri thức của nhiều chuyên gia trong cùng một lĩnh vực và sử dụng tri thức đó trong công việc mà hệ đảm nhiệm. Trong lĩnh vực giáo dục, hệ chuyên gia như những người “thầy máy tính” có thể giúp đỡ học sinh một cách đắc lực trong học tập bằng cách đưa ra những hướng dẫn, cách thức giải bài tập, kiểm tra kiến thức của học sinh…
Ngoài ra, máy tính có thể hiểu các câu hỏi và trả lời của người sử dụng các vấn đề liên quan đến nội dung học tập.
II.3. Các dạng ứng dụng cụ thể của máy tính trong dạy học tin học
Hiện nay trong thực tế đã xuất hiện các chương trình hỗ chợ cho dạy học tin học về các khía cạnh như:
• Minh hoạ và trình bày kiến thức. • Mô phỏng các quá trình.
II.4. Một số tiêu chuẩn để xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy học II.4.1. Những tiêu chuẩn về phần cứng.
Những yêu cầu về phần cứng bao gồm: Loại máy tính, dung lượng đĩa cần thiết, các thiết bị ngoại vi (màn hình, ổ đĩa, chuột, bàn phím,…), hệ điều hành dùng cho phần mềm.
Những tiêu chuẩn về phần cứng phải được nêu cụ thể và rõ ràng để tạo điều kiện cho người sử dụng có thể khai thác hết các tính năng và tác dụng của phần mềm.
II.4.2. Những yêu cầu về mặt sư phạm
a. Nội dung dạy học
Tác giả phải nêu rõ mục đích cụ thể của phạm vi sử dụng của phần mềm: phần mềm dạy học môn học nào, áp dụng cho đối tượng nào, thuộc thể loại nào.
b. Tính chính xác về mặt khoa học thuật ngữ
Những thông tin phải được đảm bảo chính xác và khoa học của vấn để được trình bày. Văn phong phải rõ ràng, cách diễn đạt phải dễ hiểu, cô đọng, xúc tích. Các chuẩn về chính tả ngôn ngữ tiếng việt phải được đảm bảo.
II.4.3. Yêu cầu về cách thể hiện
a. Trình bàytrên màn hình
Nội dung trên màn hình phải rõ ràng, phù hợp với nội dung dạy học. Lượng thông tin được cung cấp trên một trang màn hình dưới hình thức văn bản, hình vẽ, tranh ảnh phải vừa đủ.
Những thông tin quan trọng phải thể hiện một cách rõ ràng trên màn hình, tránh gây nhầm lẫn cho người sử dụng. Các thủ thuật về màu sắc nhưng không nên lạm dụng quá nhiều sẽ làm cho người học khó chịu. Thêm vào đó
Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải
là cách bố trí không gian và cách trình bày thích hợp cũng đóng vai trò trong việc gây hứng thú cho người học.
b. Hệ thống bảng chọn
Phần mềm phải có hệ thống bảng chọn đầy đủ để người sử dụng có được cái nhìn tổng thể về môn học, bài học. Nhờ nó mà chương trình có thể đem lại tiện lợi cao.
II.5. Thực trạng về vấn đề giảng dạy ở các trường ĐH, CĐ hiện nay
Trong tất cả các trường đại học, cao đẳng ở nước ta nói chung và ĐH Hàng Hải hiện nay việc giảng dạy các môn học hầu hết chưa theo một hệ thống bài giảng chung, mà thường là theo từng trường, từng Khoa, Bộ môn quy định, thậm chí là do giáo viên tự nghiên cứu, lựa chọn tài liệu để giảng dạy cho sinh viên. Đặc biệt là đối với các môn học của Khoa Công nghệ thông tin là những môn học mới, hoặc đã có từ lâu nhưng nếu sử dụng các giáo trình hay tài liệu cũ thì kiến thức truyền đạt cho sinh viên đã lạc hậu so