5. Phƣơng pháp nghiên cứu:
2.2.1. Phần tử cấu trúc
Phần tử cấu trúc ảnh là một hình khối đƣợc định nghĩa sẵn nhằm tƣơng tác với ảnh xem nó có thỏa mãn một số tính chất nào đó. Là một ma trận nhỏ có hai giá trị 0 và 1, các giá trị 0 đƣợc bỏ qua trong quá trình tính toán. Một số hình dáng của phần tử cấu trúc thƣờng xuyên sử dụng trên ảnh nhị phân:
Dạng đƣờng theo chiều ngang và dọc.
Dạng chữ thập. Dạng hình vuông. Dạng hình ellipse. ... Hình 2.5. Ví dụ phần tử cấu trúc Các thành phần với một phần tử cấu trúc Kích thƣớc của ma trận phần tử cấu trúc.
Hình dáng của phần tử cấu trúc.
Gốc của phần tử: Thông thƣờng thì gốc của phần tử mang giá trị 1 nhƣng trong một số trƣờng hợp thì gốc phần tử mang giá trị 0.
Trong các phép toán hình thái học, một phần tử cấu trúc có kích thƣớc (NxN) đƣợc di chuyển khắp ảnh và thực hiện phép tính toán với từng điểm ảnh của ảnh với (N2
-1) điểm ảnh lân cận. Phép tính toán ở đây tùy thuộc vào nội dung của phép toán hình thái học mà từ đó cho ra một kết quả phù hợp:
Nếu gốc của phần tử cấu trúc nằm ở phía bên trái thì ảnh sẽ có xu hƣớng co và giãn nở về phía bên phải.
Nếu gốc của phần tử cấu trúc nằm ở phía bên phải thì ảnh sẽ có xu hƣớng co và giãn về nở phía bên trái.
Trong các kết quả của phép toán xử lý hình thái học thì yếu tố quan trọng là phần tử cấu trúc. Chú ý rằng những nội dung kiến thức trên đây là phần tử cấu trúc dùng trong các phép toán hình thái học trên ảnh nhị phân. Với ảnh đa mức xám thì phần tử cấu trúc tƣơng tự nhƣng khác ở chỗ là các giá trị phần tử từ 0 đến 255 chứ không phải là chỉ 0 với 1 nhƣ phần tử cấu trúc trên ảnh nhị phân.
2.2.2. Phép toán giãn nở
Phép giãn nở là một trong các hoạt động cơ bản trong hình thái toán học. Phép toàn này có tác dụng làm cho đối tƣợng ban đầu trong ảnh tăng lên về kích thƣớc. Công thức: ⋃ Trong đó: X: Ảnh nhị phân. (2.33)
B: Là phần tử cấu trúc.
Phép giãn nở ảnh sẽ cho ra một tập điểm ảnh c thuộc D(i), bạn hoàn toàn dễ dàng thấy rằng đây là một phép tổng giữa X và B.
Hình 2.6. Ví dụ phép giãn nở
2.2.3. Phép toán co
Phép toán co là một trong hai hoạt động cơ bản trong hình thái học có ứng dụng trong việc giảm kích thƣớc của đối tƣợng, tách rời các đối tƣợng gần nhau, làm mảnh và tìm xƣơng của đối tƣợng. Công thức:
* +
Trong đó:
X: Ảnh nhị phân. B: Là phần tử cấu trúc.
Phép co ảnh sẽ cho ra một tập điểm ảnh C thuộc X, nếu bạn di chuyển phần tử cấu trúc B theo C, thì B nằm trong đối tƣợng.
Hình 2.7. Ví dụ phép co
2.2.4. Phép mở
Phép mở là sự kết hợp bằng việc thực hiện phép co trƣớc sau đó mới thực hiện phép giãn nở. Phép toán mở đƣợc ứng dụng trong việc loại bỏ các phần lồi lõm và làm cho đƣờng bao các đối tƣợng trong ảnh trở nên mƣợt mà hơn. Công thức: ( ) ( ) Trong đó: X: Ảnh nhị phân. B: Là phần tử cấu trúc. Hình 2.8. Ví dụ phép mở 2.2.5. Phép đóng
Phép đóng là sự kết hợp bằng việc thực hiện phép giãn nở trƣớc sau đó mới thực hiện phép co. Phép toán đóng đƣợc dùng trong ứng dụng làm trơn đƣờng bao các đối tƣợng, lấp đầy các khoảng trống biên và loại bỏ những hố nhỏ. Công thức: ( ) ( ) Hình 2.9. Ví dụ phép đóng (2.35) (2.36)
2.3.Kết luận chƣơng 2
Chƣơng 2 đã trình bày một số kỹ thuật cơ bản thƣờng đƣợc sử dụng trong bài toán phát hiện đối tƣợng chuyển động. Đây là những kỹ thuật cơ sở và đóng vai trò quan trọng trong nhiều nghiên cứu và ứng dụng của các hệ thống xử lý dữ liệu video. Tiếp nối là chƣơng 3 sẽ thực hiện xây dựng một chƣơng trình thử nghiệm cho bài toán phát hiện đối tƣợng chuyển động và hƣớng đến dữ liệu video giám sát trong siêu thị.
Chƣơng 3. ỨNG DỤNG PHÁT HIỆN ĐỔI TƢỢNG CHUYỂN ĐỘNG TRONG GIÁM SÁT TẠI SIÊU THỊ.