Tìm hiểu phép biến đổi Hough Ứng dụng của phép biến đổi Hough vào nhận dạng biển số xe

Tìm hiểu phép biến đổi Hough
Ứng dụng của phép biến đổi Hough vào nhận dạng
biển số xe
 GV. Trần Nguyên Ngọc
1
Nội dung và Phân Công Công Việc



 !

 ! " #$%&

' ! " #$%&

#() "*+,-./
2
•
1)Biến đôi Hough cho đường thẳng
–
012 $ 3% ,-456 "$7189: "$./271 !$;:<
•
Bài toán:
–
=>.?;@ABC1D∂E;: "$2 + 1 !$;:<F
•
* Ý tưởng :
•
9,G0 "H%  !1 !2I " ;A$.J
•
K>.C;@ABC % !;BA$.BJC ABC∀

•
⇔ AL.$J;? ABC∀
•
M*;CN>.?;@ "6 !,O IP% ,- !AL.$J; "6 ! $,-$CQ
>.?;@ABC % ! "6 ! IP ! "6 ! $,-$C$$ +
B1$R71$CQ
3
I.Phép biến đổi Hough
Phương pháp
o
ST;&9U,-V$CW1 "X$8 4 98 GY$9
o
KN>.C;@1#$C71U,-Y$8 G9 IP7B
o
8 GY$92 "X74  "X74  3,,-8 G7I60DZ
"  $2 : 7*0 "HB !1 !2I ";A$.J IP71U
,-Y$892 "X74  3
[.$7/
=\>]CB@C>BC^@C>_C\@C>^C\@C`Ca1ZAb]cQE;: "$./\E20 "HB3 !$;
:<FE; I " !2
d*9U,-V$CW1 "X]
J>]CB@AB
J>BC^@AL$J^
J>_C\@AL_$J\
J>^C\@AL^$J\
J>`Ca@AL`$Ja
L8 G74 2 "X` `e\Ab]c
Lf 7*\1;0 "HB !
I ";A_.JB
4

2.1.Đường thẳng Hough trong tọa độ cực

g2 $2-7hi$>.C;@
,$.j,kJ;j,kA"

S  !1 " #$%'5
2I ".j,k]J;j,k]A"]Q

.+1; 1, " #$%&11;5l$>"]Ck]@Q$>"]Ck]@
Y$,,O.XB ! "h #$#5QM*;Ci !l$>.C;@,O24;
6 "X>"Ck@
5
2.2.Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nhìn nghiêng văn bản
•
Ý tưởng :

mHB9 R7n;,-90 "B ! ":<$9Q

o9 R7n;71B9_5U,-1Y$9 27hkY$B !1U,-% R71 "X"
:9 g- #$%  !2Qp$2 R ,-90 "i !,,+; /
6
2.2.Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nhìn nghiêng văn bản

=27h $;Q2q92  "X9 R7n;&+

/CNB ! IP3rsB6>"Ck@Q9,G $2B9>.C;@ "6 
!Cl$91;2<,-!CN !7+B6>"Ck@N9 $,O.X3B
6,->"Ck@ t$EI "
7
2.2.Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nhìn nghiêng văn bản

8

9,G $2B,-9CT;71ii$;i* + - 3E37&$# g "QuT;C $
4; "6 !2_ !,,$Q' ! P4 2^9 "X9 R7n;0^C !_29
R7n;0`C  "X9 R7n;H2k "H31;0v

#V^w]WVo$.W719 R7n;C9,Go1M IP715"%C$Y$9C $2R "l$ "
 h2q9,$
2.2.Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nhìn nghiêng văn bản

Bước 1f$9U,-VkWV"W


]xkx^w]1]x"x

Bước 2 "X:s +0]8 GY$9

Bước 3KN6>.C;@71i$Y$;Y$i* + B- 3

KNk g]^w] R "Xy /< P"A.Q,kJ;Q,k

d1 "z "X" 1,-;84 71"]

q "X8 G9VkWV"]W7BIX
9
2.2.Áp dụng biến đổi Hough trong phát hiện góc nhìn nghiêng văn bản

Bước 4"9VkWV"W R  "X8 G / gz1.Xz2  "X74

m,-8 GY$B8 G9Vk]WV"]WR71,-9 - !.Q,k]J;Q,k]A"]*; ,-

8 GY$B1R71 ,-9 % ! IP3rs2kY$12Qm2C2
Y$ 1q9R7112  X8 G974
10

1.2. Khái niệm về nhận dạng biển số xe:

1.2.1 Khái niệm & ứng dụng:

a) Khái niệm:

h -*+,-./71h -2:9qT R91.X,- "./C <l$/C  X
19Qp$H71.X < Y,si./C /{./ -%*CQQQQ
11
II.Ứng dụng Phép biến đổi Hough trong nhận dạng biển số xe
Ứng dụng của hệ thống nhận dạng biển số xe:
•
h -3.T;&0)R:, I hQ
•
J@R$ <d|6 h -}M*+,-./~ + "+ 
R0N "36 &%2$<  RQ
•
J@f, ./ +oNl-$52il;X"
5,-./C))< l97•1 hiI h$
<>./@3 4 3QKh7|h -}M*+,-./~
+ "+:, ,O28N "3< : "$1$l-$Q
•
J@= "+Kh7|6 h -}M*+,-./~,ON "36
&%2$< s./1QM1"$Ch -z3P)
1< - "%./CEi./ &%C5  $ <>€+
1-m7EP)<h}M*+,-./ &%~

"h5  $ < /+,-!e7•@
12
() "*+,-./
•
1.2.2 Phân loại biển số xe:

Trước tiên là quy định biển số của 64 tỉnh thành (Biển trắng chữ đen):

Những quy định về màu sắc và chữ số đặc biệt:

1. Màu xanh chữ trắng là biển xe của các cơ quan hành chính sự nghiệp:
"& %RY 71.$b]
= U 1  /,- IP

2. Màu đỏ chữ trắng là biển xe trong quân đội:

3. Màu trắng 2 chữ, 5 số là biển dành cho người nước ngoài:
M71./+$
MM71./Y$ PCT1

4.Các biển A
S/Y$=<‚
13
() "*+,-./
Cao Bằng Hà Nội Hải Dương Bắc Ninh
11 29,30,31,32 34 99
•
1.3.2. Hướng tiếp cận dò biên và biến đổi Hough:



ƒ s,-./3$#s5Qm2C2 HI hC,$2H
 "Ri+ !#C$ „ + "9Q$Y$i+ !1;R71H$P$
,-./QK1-H71 1*+:• &s "NHQ

…%R.$C1h -*+$85  " / *1;

M3'%P + R :$Qf92 5- 3: :-73 R  q7"4 5Q
m)R719.X3H1P$,-./
14
II.Ứng dụng Phép biến đổi Hough trong Nhận dạng biển số xe

Một số đặc điểm về biển số xe ở Việt Nam:

†5:R 

‡7h51C"%N7+./71$Q'-7+./2% 1:• &
 U7h1e"%71^Q\xˆex`Q\Q

'-7+./2$1:• &  ‡7h271]QbxˆexBQ` 

K*; $2 .X3H t$E R5D ‡7h
1e"%QK1UiH t$E :9qP$,-./71$
15
II.Ứng dụng Phép biến đổi Hough trong nhận dạng biển số xe

Một số đặc điểm về biển số xe ở Việt Nam:

p-73:• & ",-./Q

‡7h:R Y$:• &55"%C5$ IP511"%Y$,-./Q


oN:• &Y$,-./3./71% H7 <Qm2C‰ $2 H7 < t$E R
4 271:• &Q

p-:• & "N,-./0 ":9wb:• &QK*; $2 HDVwQbW*+H,-./Q

Giải pháp:

pG)I h1Q

pG)$ R4  ",-./.XR.HP$,-./Q

1*+:• &
16
Ứng dụng Phép biến đổi Hough trong nhận dạng biển số xe
3 bước giải quyết bài toán nhận dạng biển số xe

BŠ19P.y>.C;@ &h /Iz
1 "$H2:9qP$,-./Q
# *1;71yQ

_SXR.H1P$,-./0_ $ 
3 9s "271 R ‡7h51"%1,-:• &
",-./Qf l9Y$_71"$%  *9P$
,-./Q# *1;71y‹

^9l; 1 *+:• & *y‹Q0
)I1:Œ * *+:• &

•$$ " $2 *+3,-./Q

17
II.Ứng dụng Phép biến đổi Hough trong nhận dạng biển số xe
•
Tổng quan về ảnh
•
a.Ảnh và điểm ảnh:

Š719,- &$5>yC@C2:R >o.M@C "2N "X>yC@> +% 9@C XP.Y$
9 +X "R>yC@C IP

o% 9719XT "X>yC@0]6BQ
•
b.Mức xám:

oP.71: l9,&E2$ IP% %,Y$N9%  "X,-L: l9Y$l "73
2$Q=E2$: HBwC^_Cw`QoE2$_\wP71)4 7•:Œ * QK_ŽbA_\wC
_\wPCN./73E2$b ,Q
18
1.Phát hiện vùng chứa biển số xe
2.Biên và các phương pháp phát hiện biên

Khái niệm

o% 92 712,& $;% % 1P.$;7124.2 "X:!
.l$Q*3 + 1$;$Y$9

Các phương pháp phát hiện biên:

Phương pháp tiếp cận theo kiểu cổ điển


d1I&$1,& 5 "X%,$Y$9QfŒ * Y;H hsT;71:Œ * 
+1

I"$/

Id$7$/
19
•
Sơ đồ các bước được mô tả trong hình dưới
20
1.Phát hiện vùng chứa biển số xe
Š81
MXT2$

 đổi Hough
3Hy

Ảnh đầu vào: là một ảnh có 256 mức xám, được nhị phân hóa thành ảnh nhị phân.

Nhị phân hóa:là nhằm làm nổi bật vùng biển số xe.

Tách biên: vùng bao của biển số xe sẽ hiện lên rõ ràng. Sau đó dùng phương pháp phát
hiện biên để có được biên dọc vào ngang của ảnh.

Kết quả : ảnh thu được là ảnh nhị phân chỉ chứa các cạnh dọc và ngang.

Biến đổi Hough:xác định các đoạn thẳng đi qua tập các điểm biên của mỗi biên, kết quả sẽ
là các đoạn thẳng ngang và dọc. Giao của những đoạn thẳng này sẽ cho ra vùng con Ic

2.1. Nhị phân hóa ảnh


Š$83,G)719_\wP.Q

" & C9_\wP.3,G)5C15  Xn2:9q &;91 1
9_\wP.Q

;C h9_\wP. :<hl9C $;7 )Y$P.71h.X
:<9r1C1h "$H7 )Y$:+Q

K*;C‰ $ &h;95+XT &hh74;$I
21
2. Xác định tập ảnh con chứa biển số xe.
3.Tách biên
•
K,-./2$l$C‰ $871* 
•
=2 3./71+$1#
•
o)R"$+#1$ "$HP$,-./ R$Y$+#1$
22
•
2.2. Biến đổi HOUGH
•
71IH.X !> "z/7@8
‰l$%  *3Q
•
K>.C;@71% ;A.JA•AL.J;
•
M*;2M "B !
•

•

.JA;

CABCMA•AL

.J;

•
$; M " !C $./ 4 9C./12
5 !l$4
•
&4 71 1 !
•
$VWVWA]‘LeC
‘Le.C;A•‘LeC 
A;

L.

 $VWVWJJ
23
2. Xác định tập ảnh con chứa biển số xe.
2. Xác định tập ảnh con chứa biển số xe.
•
p$2 "$ "*
•
+h,-]’’“
•
””•B 7$VBeWVW

•
””xB 7$VWVW
•
Các điểm trên đường thẳng có tọa độ cực t/m
•
R=x.cos δ+y.sin δ với
•
0x δx^w]1"x•>ojoJMjM@e_
•
KoCM715$C"%Y$9
•
d4;7+ T9
•
‘Le"C δ a[r][δ] =0
•
\-/r, δ
•
\-/(x,y)nếu |r-x.cos δ –y.sin δ |x[
•
$V"WVδWJJ
24
2. Xác định tập ảnh con chứa biển số xe.
25
.+M1; 1M, " #$%
&11;5l$>"C δi@Q$>"C δi@Y$M
,,O.XB ! "h #$%
o)R "$6>"C δ@,$,l$5
4 162R716 $,- !