Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng

1
Khóa học
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
GV: Phạm Văn Thuận, Phạm Ngọc Hưng, Hoàng Văn Hiệp
Bộ môn Kỹ thuật Máy tính
Viện CNTT&TT- ĐH BKHN
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
2
Mục tiêu khóa học
 Sau khi kết thúc môn học này, sinh viên có
thể
• Trình bày mô hình hệ thống xử lý ảnh
• Nắm vững các kỹ thuật cơ bản về xử lý ảnh
• Cài đặt được các thuật toán xử lý ảnh trên môi
trường nhúng ARM trên Linux sử dụng thư viện
mã nguồn mở OpenCV và nền tảng QT
Framework
• Có cách tiếp cận tốt cho các bài toán ứng dụng
xử lý ảnh trong thực tiễn cuộc sống và sản xuất
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nội dung khóa học
3
Bài 1. Tổng quan về xử lý ảnh và ứng dụng
Bài 2. Lập trình xử lý ảnh trên KIT nhúng micro2440
Bài 3. Các phép biến đổi cơ bản trên ảnh
Bài 4. Lập trình ứng dụng bộ lọc số
Bài 5. Trích chọn đặc trưng của ảnh
Bài 6. Lập trình nhận dạng khuôn mặt
Bài 7. Lập trình nhận dạng mã Auto ID
Bài 8. Các kỹ thuật nâng cao tốc độ xử lý ảnh
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng

4
Tài liệu tham khảo
 Tài liệu tham khảo chính:
• Micro2440 User Manual
• Beginning Linux Programming
• Advanced Linux Programming
• C++ GUI programming with QT
• Learning OpenCV
• Website:
/>Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
5
Bài số 1
Tổng quan
Xử lý ảnh và ứng dụng
Model
Ứng dụng
QT & OpenCV
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
6
Mục tiêu bài học số 1
 Sau khi kết thúc bài học này, sinh viên có thể
• Trình bày được các khái niệm cơ bản về xử lý
ảnh và ứng dụng
• Trình bày mô hình tổng quát hệ thống thu nhận
và xử lý ảnh
• Trình bày được các thành phần cơ bản của thư
viện OpenCV và nền tảng QT
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
7
Nội dung bài học

1.1. Tổng quan về xử lý ảnh
1.2. Giới thiệu nền tảng QT và thư viện OpenCV
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
1.1. Tổng quan xử lý ảnh
Khái niệm xử lý ảnh
• Nâng cao chất lượng hình ảnh theo một tiêu chí
nào đó (Cảm nhận của con người)
• Phân tích ảnh để thu được các thông tin đặc
trưng giúp cho việc phân loại ảnh (image
classification), nhận dạng ảnh (image
recognition).
• Hiểu ảnh đầu vào để có những mô tả về ảnh ở
mức cao hơn, sâu hơn.
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Mô hình hệ thống xử lý ảnh
Camera
Sensor
Thu nhận
ảnh
Số hóa
Phân tích
ảnh
Đối sánh
Nhận dạng
Hệ
quyết định
Lưu trữ
Lưu trữ
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Các bài toán xử lý ảnh

Image
Acquisition
Image
Enhancement
Image
Restoration
Image
Compression
Image
Segmentation
Representation
& Description
Recognition &
Interpretation
Knowledge Base
Các kỹ thuật tiền xử lý-mức thấp
Image
Coding
Morphological
Image Processing
Wavelet
Analysis
Xử lý mức cao
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Các bài toán xử lý ảnh
• Thu nhận ảnh, số hóa ảnh (image aquisition)
– Hệ thống chụp ảnh, tín hiệu ảnh
– Hệ thống số hóa ảnh: Các phương pháp lấy mẫu,
lượng tử hóa
• Cải thiện ảnh, khôi phục ảnh, lọc nhiễu (tiền

xử lý – image pre-processing)
– Các phép xử lý điểm ảnh
– Các phép xử lý trên miền không gian
– Các phép xử lý trên miền tần số
1
1
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Các bài toán xử lý ảnh
• Phân tích ảnh
– Trích chọn đặc trưng (feature extraction)
– Biểu diễn, mô tả ảnh (image representation,
image description)
– Phân lớp ảnh (image classification)
– Nhận dạng ảnh (image recognition)
– …
• Mã hóa, nén ảnh
– Các phương pháp nén ảnh, các chuẩn nén ảnh
• Truyền thông ảnh: các kỹ thuật streaming
1
2
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Ứng dụng xử lý ảnh
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Ứng dụng tăng cường chất lượng
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Hiệu ứng panorama
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Ứng dụng nhận dạng khuôn mặt
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nhận dạng người chuyển động

Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nhận dạng đối tượng chuyển động
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nhận dạng chữ viết tay
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nhận dạng vân tay
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Nhận dạng mống mắt (iris)
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Mô hình hóa 3D & AR (Augmented Reality)
KINECT
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
1.2. Tổng quan về QT và OpenCV
• Nền tảng QT: tương thích đa nền tảng
Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Giới thiệu OpenCV
• OpenCV: Open Computer Vision Library
– Tập hợp các hàm C và một số lớp C++ giải quyết
các bài toán, thuật toán cơ bản trong xử lý ảnh
– Đa nền tảng, đã porting được trên rất nhiều nền
tảng khác nhau: Windows, Linux, Embedded
Linux, iOS, Android…

Lập trình xử lý ảnh trên nền nhúng
Thư viện OpenCV