Đề tài tốt nghiệp: Tìm hiểu phép toán hình thái và ứng dụng potx

Luận văn

Tìm hiểu phép toán

hình thái và ứng

dụng

Đề tài tốt nghiệp Tìm hiểu phép toán hình thái và ứng dụng

Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Mạnh - Lớp CT701 - Khoá 7 - Ngành Công nghệ thông tin

1

LỜI CẢM ƠN......................................................................................................2

LỜI NÓI ĐẦU.....................................................................................................3

CHƢƠNG I..........................................................................................................4

SƠ LƢỢC VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ PHÉP TOÁN HÌNH THÁI .............................

1.1 Xử lý ảnh ...................................................................................................4

1.2. Các quá trình của xử lý ảnh.......................................................................4

1.3. Khái niệm về phép toán hình thái MORPHOLOGY ................................6

CHƢƠNG II ........................................................................................................7

THAO TÁC VỚI HÌNH THÁI HỌC...................................................................

2.1. Thao tác trên ảnh nhị phân ........................................................................7

2.1.1. Phép dãn nhị phân(Dilation)...............................................................8

2.1.2. Phép co nhị phân (Erosion)...............................................................12

2.1.3. Các phép toán đóng mở ảnh (closing and opening) .........................15

2.1.4. Kĩ thuật „ Đánh trúng và Đánh trƣợt „..............................................21

2.1.5. Phép toán dãn nở có điều kiện ..........................................................23

2.1.6. Kĩ thuật đếm vùng.............................................................................24

2.2. Thao tác trên ảnh xám.............................................................................25

2.2.1. Phép co và phép dãn .........................................................................25

2.2.2. Các phép toán đóng, mở ...................................................................26

2.2.3. Làm trơn............................................................................................28

2.2.4. Gradient.............................................................................................29

2.2.5. Phân vùng theo cấu trúc....................................................................30

2.26. Phân loại cỡ đối tƣợng.......................................................................31

2.3. Thao tác trên ảnh mầu .............................................................................32

CHƢƠNG III.....................................................................................................34

ỨNG DỤNG CỦA HÌNH THÁI HỌC .................................................................

3.1. Ứng dụng thực tiễn..................................................................................34

3.2. Xƣơng và làm mảnh ................................................................................35

3.3. Các phƣơng pháp lặp hình thái học.........................................................37

3.4. Nhận dạng biên........................................................................................45

CHƢƠNG IV:....................................................................................................46

CÀI ĐẶT ...............................................................................................................

KẾT LUẬN........................................................................................................49

TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................50

Đề tài tốt nghiệp Tìm hiểu phép toán hình thái và ứng dụng

Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Mạnh - Lớp CT701 - Khoá 7 - Ngành Công nghệ thông tin

2

LỜI CẢM ƠN

Trƣớc hết em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo hƣớng dẫn

PGS.TS.Ngô Quốc Tạo, Viện Công Nghệ Thông Tin-Viện khoa học và công nghệ

Việt Nam đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong thời gian vừa qua và đã dành rất

nhiều thời gian quí báu để giúp em hoàn thành đề tài đƣợc giao.

Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, các Thầy cô giáo của Trƣờng Đại học

Dân Lập Hải Phòng đã giảng dạy chúng em trong suốt quãng thời gian qua, cung cấp

cho chúng em những kiến thức chuyên môn cần thiết và quý báu giúp chúng em hiểu

rõ hơn các lĩnh vực đã nghiên cứu để hoàn thành đề tài đƣợc giao .

Xin cảm ơn các bạn bè và gia đình đã động viên cổ vũ, đóng góp ý kiến, trao đổi,

động viên trong suốt quá trình học cũng nhƣ làm tốt nghiệp, giúp em hoàn thành đề

tài đúng thời hạn.

Hải Phòng, tháng 7 năm 2007

Sinh viên

Phan Hữu Mạnh

Đề tài tốt nghiệp Tìm hiểu phép toán hình thái và ứng dụng

Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Mạnh - Lớp CT701 - Khoá 7 - Ngành Công nghệ thông tin

3

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với các ngôn ngữ, các thông tin dƣới dạng hình ảnh đóng một vai trò rất

quan trọng trong công việc trao đổi thông tin. Chính vì vậy những năm gần đây đã có

sự kết hợp rất chặt chẽ giữa ảnh và đồ hoạ trong lĩnh vực xử lý thông tin. Trong công

nghệ thông tin, xử lý ảnh chứa một vai trò rất quan trọng, bởi các ứng dụng đa dạng

và phong phú của nó trong nhiều lĩnh vực khoa học. Xử lý ảnh là một bộ phận quan

trọng trong việc trao đổi thông tin giữa ngƣời và máy. Nó góp phần làm cho việc

quan sát ảnh trở nên tốt hơn.

Các thao tác Hình thái học (Morphology) nói chung, đặc biệt là Hình thái học số

đƣợc sử dụng chủ yếu vào việc cải thiện ảnh bằng cách làm rõ (tái hiện ) những nét

đặc trƣng của các hình dạng, do vậy có thể tính toán đƣợc hay nhận biết đƣợc chúng

một cách dễ dàng.

Đồ án này giới thiệu một số khái niệm về các thao tác Hình thái học, sử dụng các

thao tác hình thái và ứng dụng của chúng.

Đồ án bao gồm :

Chương 1:Sơ lƣợc về xử lý ảnh và Morphology.

Giới thiệu sơ bộ về xử lý ảnh và ứng dụng của nó.

Chương 2 :Thao tác với Morphology

Chƣơng này là chƣơng chính giới thiệu về các thao tác với ảnh nhị phân, ảnh đa

cấp xám. Cụ thể đó là các thao tác nhƣ : Phép dãn, phép co, phép đóng mở ảnh, đánh

trúng đánh trƣợt, dãn theo điều kiện và kĩ thuật đếm vùng.Trong ảnh đa cấp xám, ta

còn đề cập đến phép toán làm trơn ảnh, phƣơng pháp gradient, cách phân vùng theo

cấu trúc, cách phân loại cỡ đối tƣợng. Bên cạnh các thao tác có kèm theo ý nghĩa của

chúng, có thuật toán và có hình minh hoạ.

Chương 3:Ứng dụng của Morphology

Trong chƣơng này của Đồ án giới thiệu về ý nghĩa của hình thái học trong thực

tiễn và các ứng dụng nói chung của thao tác hình thái. Đặc biệt, trong chƣơng này có

trình bày khá chi tiết một ứng dụng của phép toán hình thái có tính thiết thực.

Chương 4:Cài đặt.

Trình bày quá trình cài đặt chi tiết một số thao tác hình thái học.

Đề tài tốt nghiệp Tìm hiểu phép toán hình thái và ứng dụng

Sinh viên thực hiện: Phan Hữu Mạnh - Lớp CT701 - Khoá 7 - Ngành Công nghệ thông tin

4

Hình 1: Sơ đồ quá trình xử lý ảnh

CHƯƠNG I

SƠ LƯỢC VỀ XỬ LÝ ẢNH VÀ PHÉP TOÁN HÌNH

THÁI

1.1 Xử lý ảnh

Cũng nhƣ xử lý dữ liệu bằng đồ hoạ, xử lý ảnh số là một lĩnh vực của tin học ứng

dụng. Xử lý dữ liệu bằng đồ họa đề cập đến những ảnh nhân tạo, các ảnh này đƣợc

xem xét nhƣ là một cấu trúc dữ liệu và đƣợc tạo ra bởi các chƣơng trình. Xử lý ảnh

số bao gồm các phƣơng pháp và kĩ thuật để biến đổi, để truyền tải hoặc mã hóa các

ảnh tự nhiên. Mục đích của xử lý ảnh gồm:

Thứ nhất, biến đổi ảnh và làm đẹp ảnh.

Thứ hai, tự động nhận dạng ảnh hay đoán nhận ảnh và đánh giá các nội dung

của ảnh.

Nhận biết và đánh giá các nội dung của ảnh (nhận dạng ) là sự phân tích một

hình ảnh thành những phần có nghĩa để phân biệt đối tƣợng này với đối tƣợng khác.

Dựa vào đó ta có thể mô tả cấu trúc của hình ảnh ban đầu. Có thể liệt kê một số

phƣơng pháp nhận dạng cơ bản nhƣ nhận dạng biên của một đối tƣợng trên ảnh, tách

cạnh, phân đoạn hình ảnh, v.v... Kĩ thuật này đƣợc dùng nhiều trong y học (xử lý tế

bào, nhiễm sắc thể), nhận dạng chữ trong văn bản.

1.2. Các quá trình của xử lý ảnh

Các quá trình của xử lý ảnh đƣợc tiến hành theo sơ đồ sau:

Thu

nhËn ¶nh

TiÒn xö

l ý

Ph©n

®o¹ n

T¸ ch c¸ c

®Æc tÝnh

Ph©n

lo¹ i