NHẬN DẠNG BIỂN BÁO GIAO THÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC MÀU VÀ PSO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
BÁO CÁO LUẬN VĂN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH
Tên đề tài :
Tên đề tài :
NHẬN DẠNG BIỂN BÁO GIAO THÔNG
NHẬN DẠNG BIỂN BÁO GIAO THÔNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC MÀU VÀ PSO
BẰNG PHƯƠNG PHÁP LỌC MÀU VÀ PSO
Đà Nẵng, ngày 09/11/2013
Họ và tên HV : Võ Minh Tiến
Cán bộ hướng dẫn : Ts
. Huỳnh Hữu Hưng
. Huỳnh Hữu Hưng
Nội dung trình bày
Nội dung trình bày
1.
1.
Giới thiệu
Giới thiệu
2.
2.
Mục đích và ý nghĩa
Mục đích và ý nghĩa
3.
3.
Các công trình nghiên cứu liên quan
Các công trình nghiên cứu liên quan
4.
4.

Phương pháp sử dụng trong luận văn
Phương pháp sử dụng trong luận văn
5.
5.


Thử nghiệm
Thử nghiệm
6.
6.


Kết luận và hướng phát triển
Kết luận và hướng phát triển
2/17
Giới thiệu
Giới thiệu

Sự phát triển của các máy móc hiện đại như máy ảnh, camera, máy tính bảng, điện thoại di động,v.v
Sự phát triển của các máy móc hiện đại như máy ảnh, camera, máy tính bảng, điện thoại di động,v.v

Điều kiện tốt cho sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật xử lý ảnh.
Điều kiện tốt cho sự phát triển không ngừng của các kỹ thuật xử lý ảnh.

Sự phát triển của các hệ thống tự động hóa trong các xe tự hành và một trong số hệ thống đó là phát hiện và nhận dạng biển báo giao thông.
Sự phát triển của các hệ thống tự động hóa trong các xe tự hành và một trong số hệ thống đó là phát hiện và nhận dạng biển báo giao thông.







Ứng dụng xử lý ảnh để nhận dạng biển báo giao thông bằng phương pháp lọc màu và PSO (Particle Swarm Optimization).
Ứng dụng xử lý ảnh để nhận dạng biển báo giao thông bằng phương pháp lọc màu và PSO (Particle Swarm Optimization).
3/17
Mục đích và ý nghĩa
Mục đích và ý nghĩa
Mục đích:
Mục đích:
Ứng dụng kỹ thuật lọc màu để phát hiện được biển báo giao
Ứng dụng kỹ thuật lọc màu để phát hiện được biển báo giao
thông trong khung cảnh và nhận dạng được biển báo đó là biển
thông trong khung cảnh và nhận dạng được biển báo đó là biển
báo giao thông nào bằng phương pháp PSO kết hợp với một số
báo giao thông nào bằng phương pháp PSO kết hợp với một số
bước tiền xử lý.
bước tiền xử lý.
Ý nghĩa:
Ý nghĩa:
Xây dựng một ứng dụng nhận dạng biển báo giao thông giúp
Xây dựng một ứng dụng nhận dạng biển báo giao thông giúp
cho các xe tự hành có thể phát hiện và nhận dạng được các biển
cho các xe tự hành có thể phát hiện và nhận dạng được các biển
báo giao thông để xe có thể xử lý tốt khi gặp các biển báo trên
báo giao thông để xe có thể xử lý tốt khi gặp các biển báo trên
đường đi.
đường đi.
4/17
Các công trình nghiên cứu liên quan

Các công trình nghiên cứu liên quan



Al-Azawi đã nhận dạng biển báo giao thông dựa vào
Al-Azawi đã nhận dạng biển báo giao thông dựa vào
mạng Nơron.
mạng Nơron.

Arturo de la Escalera cùng các cộng sự đã phát hiện
Arturo de la Escalera cùng các cộng sự đã phát hiện
và phân loại biển báo giao thông.
và phân loại biển báo giao thông.

Manuel Avila và các cộng sự đã phát hiện và nhận
Manuel Avila và các cộng sự đã phát hiện và nhận
dạng biển báo giao thông bằng bộ lọc Gabor.
dạng biển báo giao thông bằng bộ lọc Gabor.
5/17
Mô hình nhận dạng biển báo
Mô hình nhận dạng biển báo
trong luận văn
trong luận văn
6/17
Khung cảnh
Lọc màu
Tiền xử lý
Nhận dạng biển báo
bằng PSO
Kết quả

nhận dạng
Thư viện biển
báo mẫu
Xây dựng
Xây dựng
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
7/17

Xây dựng
Xây dựng
thư viện biển báo mẫu
thư viện biển báo mẫu

Thu thập:
Thu thập:
+


Internet
Internet
(
(

)
)
+


Phần mềm trắc nghiệm tìm hiểu luật giao thông
Phần mềm trắc nghiệm tìm hiểu luật giao thông



Xử lý:
Xử lý:
+


Đưa các biển báo về kích thước 60*60 pixel
Đưa các biển báo về kích thước 60*60 pixel
+


Chuẩn hóa màu sắc cho các biển báo
Chuẩn hóa màu sắc cho các biển báo

Thu thập khung cảnh
Thu thập khung cảnh

Các con đường ở Thành phố Đà Nẵng, Tỉnh Bình Định
Các con đường ở Thành phố Đà Nẵng, Tỉnh Bình Định


Internet
Internet

Đưa các khung cảnh về kích thước 500*375 pixel
Đưa các khung cảnh về kích thước 500*375 pixel
Xây dựng
Xây dựng
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
8/17
Thư viện biển báo cấm mẫu
Thư viện biển báo nguy hiểm mẫu
Xây dựng
Xây dựng
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
thư viện biển báo mẫu và khung cảnh
9/17
Một số khung cảnh đầu vào
Lọc màu
Lọc màu
10/17

Chuyển ảnh từ không gian màu RGB sang HSV
Chuyển ảnh từ không gian màu RGB sang HSV

Lọc màu trên không gian màu HSV dựa vào ngưỡng:
Lọc màu trên không gian màu HSV dựa vào ngưỡng:
Lọc màu
Lọc màu


Chuyển ảnh sang ảnh nhị phân và loại bỏ những đối tượng nhỏ
Chuyển ảnh sang ảnh nhị phân và loại bỏ những đối tượng nhỏ

Tô kín các thành phần liên thông
Tô kín các thành phần liên thông

Cắt đối tượng có khả năng là biển báo
Cắt đối tượng có khả năng là biển báo
11/17
Tiền xử lý
Tiền xử lý
12/17
Chuẩn hóa hình dạng: loại bỏ một số đối tượng dính với biển báo
Chuẩn hóa hình dạng: loại bỏ một số đối tượng dính với biển báo
Định dạng kích cỡ của đối tượng thành 60*60 pixel và đối sánh với các hình dạng mẫu
Định dạng kích cỡ của đối tượng thành 60*60 pixel và đối sánh với các hình dạng mẫu
Chuẩn hóa màu sắc: đưa màu sắc của đối tượng về dạng chuẩn
Chuẩn hóa màu sắc: đưa màu sắc của đối tượng về dạng chuẩn
Nhận dạng biển báo bằng PSO
Nhận dạng biển báo bằng PSO
13/17
Lưu đồ của hệ thống nhận dạng biển báo bằng PSO
Nhận dạng biển báo bằng PSO
Nhận dạng biển báo bằng PSO
14/17
Gọi d
Gọi d
i,j
i,j
, x

, x
i,j
i,j


lần lượt là độ tương đồng và vị trí của biển báo
lần lượt là độ tương đồng và vị trí của biển báo
j
j
trong lần lặp thứ
trong lần lặp thứ
i
i
. Độ tương đồng d
. Độ tương đồng d
i,j
i,j
sẽ được tính như sau:
sẽ được tính như sau:
d
d
i,j
i,j
= 255 - |gt
= 255 - |gt
i,j
i,j


- gt

- gt
i,t
i,t
|
|
Với gt
Với gt
i,j
i,j
là giá trị điểm ảnh thứ
là giá trị điểm ảnh thứ
i
i
của biển báo
của biển báo
j
j
, gt
, gt
i,t
i,t


là giá trị điểm ảnh thứ
là giá trị điểm ảnh thứ
i
i
của biển báo
của biển báo
t

t
cần nhận dạng
cần nhận dạng
.
.


Vị trí x
Vị trí x
i,j
i,j


được tính như sau:
được tính như sau:
x
x
i,j
i,j
= x
= x
i-1,j
i-1,j


+ d
+ d
i,j
i,j

Với x
Với x
i-1,j
i-1,j


là vị trí của biển báo
là vị trí của biển báo
j
j
ở lần lặp thứ i-1.
ở lần lặp thứ i-1.
Demo chương trình
Demo chương trình
15/17
Kết luận và hướng phát triển
Kết luận và hướng phát triển

Ưu điểm:
Ưu điểm:

Nhận dạng khá tốt các biển báo cấm và nguy hiểm ở những
Nhận dạng khá tốt các biển báo cấm và nguy hiểm ở những
điều kiện ánh sáng khác nhau.
điều kiện ánh sáng khác nhau.

Tốc độ xử lý nhanh
Tốc độ xử lý nhanh
.

.

Hạn chế:
Hạn chế:

Chỉ nhận biển báo cấm và nguy hiểm.
Chỉ nhận biển báo cấm và nguy hiểm.

Chưa xử lý được nhiều biển báo cùng lúc.
Chưa xử lý được nhiều biển báo cùng lúc.

Chưa cung cấp đầy đủ thông tin của một số biển báo.
Chưa cung cấp đầy đủ thông tin của một số biển báo.

Hướng phát triển:
Hướng phát triển:

Hệ thống nhận dạng được tất cả biển báo giao thông ở Việt
Hệ thống nhận dạng được tất cả biển báo giao thông ở Việt
Nam
Nam
.
.

Hệ
Hệ
thống tích hợp trên vi mạch sử dụng ngôn ngữ lập trình hệ
thống tích hợp trên vi mạch sử dụng ngôn ngữ lập trình hệ
thống nhúng để
thống nhúng để

được
được
ứng dụng linh hoạt
ứng dụng linh hoạt
, tức thời
, tức thời
.
.


16/17
17/17