Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm trên cơ sở xử lý ảnh

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

621

Trang
MỤC LỤC ...................................................................................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................iv
TÓM TẮT .................................................................................................................. v
ABSRACT .................................................................................................................. v
DANH SÁCH HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .........................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG BIỂU.....................................................................................ix
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................... x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI ............................................................... 1
1.1.Giới thiệu về đề tài. ...........................................................................................1
1.1.1. Lý do chọn đề tài. ......................................................................................1
1.1.2. Mục đích chọn đề tài..................................................................................1
1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ............................................................1
1.1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài. .....................................2
1.1.5. Tóm tắt nội dung đồ án. .............................................................................3
1.2. Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm trong công nghiệp. ......................3
1.2.1. Giới thiệu chung về các máy phân loại sản phẩm. ....................................3
1.2.2. Hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh. ..........................................4
1.2.3. Giới thiệu chung về băng tải. .....................................................................5
1.2.3.1. Các loại băng tải sử dụng hiện nay. ....................................................5
1.2.3.2. Băng tải dùng trong mơ hình. .............................................................7
1.3. Tổng quan về cơng nghệ xử lý ảnh và hệ thống phân loại ảnh. .......................8
1.3.1. Tổng quan về hệ thống xử lý ảnh. ...........................................................11
1.3.1.1. Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition)............................................13
1.3.1.2. Tiền xử lý (Image Processing). .........................................................13

1.3.1.3. Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh. ................................13
1.3.1.4. Biểu diễn ảnh (Image Representation). .............................................13
1.3.1.5. Nhận dạng và nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation. .13
1.3.1.6. Cơ sở tri thức (Knowledge Base). .....................................................14
1.3.1.7. Mô tả (biểu diễn ảnh). .......................................................................14
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

i


Đồ án tốt nghiệp

1.3.2. Giới thiệu đôi nét về ảnh và phân loại ảnh. .............................................16
1.3.2.1. Ảnh số. .............................................................................................16
1.3.2.2. Biểu diễn ảnh số. ...............................................................................17
1.3.2.3. Ảnh màu. ...........................................................................................17
1.3.2.4. Pixel và các vấn đề liên quan. ...........................................................22
1.3.3. Giới thiệu về LabView và công cụ xử lý ảnh dùng LabView. ................24
1.3.3.1. Giới thiệu về LabView. .....................................................................24
1.3.3.2. Công cụ xử lý ảnh dùng LabView. ...................................................30
1.4. Giới thiệu về camera.......................................................................................36
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ THI CÔNG PHẦN CỨNG, VÀ LẬP TRÌNH PHẦN
MỀM CHO HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM .......................................... 38
2.1. Thiết kế thi công hệ thống cơ khí. ..................................................................38
2.2. Thiết kế thi cơng mạch điều khiển. ................................................................39
2.2.1 Lựa chọn linh kiện. ...................................................................................39
2.2.2. Giới thiệu dòng vi điều khiển Arm Cortex M4 và vi điều khiển
STM32F407. ......................................................................................................40
2.2.3. Modul điều khiển động cơ dùng IC L298. ..............................................44

2.2.4. Khối nguồn. .............................................................................................45
2.3. Lập trình phần mềm........................................................................................46
2.3.1. Hệ điều hành thời gian thực RTOS. ........................................................46
2.3.2. Yêu cầu, chức năng. .................................................................................51
2.3.3. Lưu đồ thuật tốn nhúng trong vi điều khiển máy tính. ..........................52
2.4. Thiết kế giao diện người dùng HMI. ..............................................................53
2.5. Xây dựng chương trình cho vi điều khiển. .....................................................56
CHƯƠNG 3. CHẾ TẠO THỬ NGHIỆM VÀ PHÁT TRIỂN. ........................... 58
3.1. Các kết quả đạt được. .....................................................................................58
3.1.1. Hệ thống điều khiển. ................................................................................58
3.1.2.Text webcam. ............................................................................................59
3.1.3. Phân loại sản phẩm. .................................................................................59
3.2. Đánh giá kết quả đạt được. .............................................................................60
3.3. Định hướng phát triển của đề tài. ...................................................................61
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

ii


Đồ án tốt nghiệp

KẾT LUẬN .............................................................................................................. 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 63

PHỤ LỤC ................................................................................................................. 64

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

iii


Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay trong công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự
động hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển
tự động, linh hoạt, gọn nhẹ, tiện lợi…). Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, cơng
nghệ điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện các loại thiết bị điều khiển và
giám sát trong đó có camera. Nhận thức được xu hướng chung, với những ưu điểm
mà camera mang lại, việc đầu tư vào lĩnh vực này là cần thiết, quan trọng đối với
các nhà khoa học, doanh nghiệp, và chính sách định hướng, quan tâm của nhà nước.
Lĩnh vực nào cũng vậy, để phát triển bền vững, vươn lên tầm cao mới, điều kiện
tiên quyết là cần phải đi đôi xây dựng cơ sở khoa học làm nền tảng, cập nhật, ứng
dụng các công nghệ hiện đại, và triển khai thành các sản phẩm ứng dụng phù hợp
nhu cầu thực tế. Theo tinh thần và tiêu chí trên, đề tài này đã được lựa chọn và từng
bước đáp ứng: xây dựng hệ thống các phương trình động học, động lực học, thiết kế
hệ thống chuyển động băng chuyền, nghiên cứu về công nghệ xử lý ảnh, thiết kế, thi
công hệ thống cơ khí, mạch điều khiển, lập trình phần mềm cho hệ thông phân loại
sản phẩm, chạy thử nghiệm, đánh giá và định hướng để tốt hơn, đáp ứng thực tế
cũng như các tiêu chí khoa học hơn. Đề tài thực hiện: “Xây dựng hệ thống phân
loại sản phẩm trên cơ sở xử lý ảnh”.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo K.S Đinh Văn Nam đã
hướng dẫn tận tình, quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi về mặt tinh thần, định hướng,
kiến thức cho em trong thời gian qua, giúp đề tài được hoàn thành tốt nhất. Em nhận
thấy, do hạn chế về mặt kinh nghiệm thực tiễn, khả năng bản thân, thời gian thực
hiện, chắc chắn sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót, những phương án chưa tốt, và
cần sự tranh luận góp ý để phát triển. Vì vậy, em hy vọng sẽ nhận được nhiều lời
khuyên, định hướng, góp ý từ các Thầy Cơ.

Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Tài

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

iv


Đồ án tốt nghiệp

TÓM TẮT
Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều
trong thực tế hiện nay. Tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại, các hệ
thống phân loại tự động có những quy mơ lớn, nhỏ khác nhau. Tuy nhiên có một
đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn, đặc biệt đối với điều kiện
Việt Nam. Vì vậy hiện nay đa số các hệ thống phân loại tự động mới chỉ được áp
dụng trong các hệ thống có yêu cầu phân loại phức tạp, còn một lượng lớn các
doanh nghiệp Việt Nam vẫn sử dụng trực tiếp sức lực con người để làm việc. Do
vậy trong bản đồ án này em đã nghiên cứu, tìm hiểu về phân loại sản phẩm trong
cơng nghiệp sử dụng công nghệ xử lý ảnh, giúp làm giảm sức lao động của con
người và làm tăng độ chính xác trong việc phân loại sản phẩm. Đồ án này là một
mơ hình phân loại sản phẩm cơng nghiệp trên cơ sở xử lý ảnh, áp dụng ngơn ngữ
lập trình mới ngơn ngữ lập trình đồ họa labview để thu nhận và xử lý ảnh và thiết
lập giao diện người dùng giao diện người dùng.

ABSRACT
The product classification is a problem that has a great application in practice
today. Depending on the complexity of classification requirements, the system can

automatically classify the large-scale and small. However, there is one common
characteristic that is the cost of this system that quite large, especially for Vietnam
conditions. For this reason, the most of the automatic classification system has only
been applied in systems with complex classification requirements, and a large
number of Vietnam’s business has a direct use their strength to work. Therefore, in
this project researched about the classification of products that used in an industrial
image processing technology, which helps reduce work performance and increases
the accuracy of the classification. The project is a model for classification of
industrial products based on image processing, application in a new programming
language that is “labview”. Labview graphical programming to receive, process
image and user interface settings.

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

v


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Hệ thống của đối tượng phân loại sản phẩm. ....................................... 2
Hình 1.2: Sơ đồ khối về hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh. ...........5
Hình 1.3: Cấu tạo chung của băng chuyền. ................................................................ 6
Hình 1.4: Băng tải thực tế. .............................................................................................. 8
Hình 1.5: Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh.......................................................... 8
Hình 1.6: Một số hệ thống tích hợp quang-điện tử, ảnh nhiệt trong quân
sự và chiến đấu. ............................................................................................................... 9
Hình 1.7: Robot Talon. .................................................................................................. 10
Hình 1.8: Vệ tinh viễn thám của NASA. .................................................................. 10

Hình 1.9: Hệ thống kiểm tra chất lượng sản phẩm. ................................................ 11
Hình 1.10: Các bước cơ bản trong xử lý ảnh. .......................................................... 12
Hình 1.11: Sơ đồ phân tích và xử lý ảnh lưu đồ thơng tin giữa các khối. ........ 16
Hình 1.12: Ảnh màu. ...................................................................................................... 17
Hình 1.13: Các màu cơ sở............................................................................................. 18
Hình 1.14: Mơ hình màu RGB. ................................................................................... 19
Hình 1.15: Ảnh GIF. ...................................................................................................... 20
Hình 1.16: Ảnh dạng JPEG. ......................................................................................... 21
Hình 1.17: Bảng giao diện mới. .................................................................................. 25
Hình 1.18: Thanh cơng cụ giao diện. ......................................................................... 25
Hình 1.19: Sơ đồ khối của LabView.......................................................................... 27
Hình 1.20: Ví dụ về sơ đồ khối. .................................................................................. 27
Hình 1.21: Các kiểu dây nối trên sơ đồ khối. .......................................................... 28
Hình 1.22: Bảng Tools palette. .................................................................................... 28
Hình 1.23: Bảng mẫu controls. .................................................................................... 29
Hình 1.24: Bảng Function............................................................................................. 30
Hình 1.25: Video Acquisition sử dụng IMAQ vision toolbox Vision
Acquisition Express........................................................................................................ 31
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

vi


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.26: RGB and Grayscale Image Acquisition. .............................................. 32
Hình 1.27: biểu đồ ảnh xám. ........................................................................................ 33
Hình 1.28: biểu đồ ảnh màu RGB. ............................................................................. 33
Hình 1.29: sơ đồ khối bộ lọc smoothing. .................................................................. 34

Hình 1.30: bộ lọc trung bình, a) Vision Express, b) Original Image, c) Sơ đồ
khối d) Hình ảnh làm mịn. ............................................................................................ 34
Hình 1.31: sơ đồ khối hệ thống nhận dạng mẫu...................................................... 35
Hình 1.32: web camera. ................................................................................................. 37
Hình 2.1: Hệ thống cơ khí. ........................................................................................... 38
Hình 2.2: ARM STM32F. ............................................................................................. 40
Hình 2.3: Sơ đồ chân chip STM32F407. .................................................................. 42
Hình 2.4: Sơ đồ chức năng co trong STM32F407.................................................. 43
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý của L298. ........................................................................ 44
Hình 2.6: Khối nguồn 3.3V. ......................................................................................... 46
Hình 2.7: Mạch nguồn. .................................................................................................. 46
Hình 2.8: Một hệ RTOS trong điều khiển. ............................................................... 47
Hình 2.9: Sơ đồ chức năng của một hệ RTOS. ....................................................... 48
Hình 2.10: Trạng thái phục vụ. .................................................................................... 49
Hình 2.11: Kiến trúc của hệ điều hành RTX RTOS. ............................................. 50
Hình 2.12: Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm.................................................. 51
Hình 2.13: lưu đồ thuật tốn nhúng trong VĐK. .................................................... 52
Hình 2.14: Lưu đồ thuật tốn trong máy tính. ......................................................... 52
Hình 2.15: Giao diện HMI. ........................................................................................... 54
Hình 2.16: Bảng RECOGNIZE. .................................................................................. 54
Hình 2.17: Bảng thiết lập hoạt động. ......................................................................... 55
Hình 2.18: Ảnh và biểu đồ hoạt động của ảnh xám. .............................................. 55
Hình 2.19: Ảnh và biểu đồ hoạt động của ảnh màu. .............................................. 56
Hình 2.20: Bảng color location. .................................................................................. 56

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

vii

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.1: Bo mạch điều khiển trung tâm. ................................................................. 58
Hình 3.2: Máy tính chứa phần mềm điều khiển được lập trình bằng ngơn ngữ
lapVIEW. .......................................................................................................................... 58
Hình 3.3: Hình ảnh thu nhận đối tượng từ webcam. .............................................. 59
Hình 3.4: cửa sổ thiết lập nhận dạng mẫu. ............................................................... 59
Hình 3.5: Sơ đồ VI của hệ thống. ............................................................................... 60

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

viii


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Danh sách các loại băng tải. ........................................................................ 7
Bảng 1.2: Pixel p và các pixel lân cận của p. ........................................................... 22
Bảng 2.1: các thông số cơ bản của RXT RTOS ...................................................... 51

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

ix

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LabView

Laboratory virtual instrument
engineering workbench

Môi trường làm việc với thiết bị ảo

IF

Graphics interchange format

Định dạng trao đổi hình ảnh

IMG

Image

Hình ảnh

JPEG

Joint

photo-graphic

experts

group

ĐTDD

Nhóm các ảnh-hình ảnh
Điện thoại di động

sPEL

Picture element

Điểm ảnh

VI

Vitual Instrument

Thiết bị ảo

WC

Web camera

Máy ảnh mạng

VĐK

Vi điều khiển

RTOS

Real time operation system

Hệ điều hành thời gian thực

BSP

Broad support package

Bo mạch gói hỗ trợ

MCU

microcontroller unit

Bộ phận vi điều khiển

RAM

Random-access memory

Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên

ROM

Read only memory

Bộ nhớ chỉ đọc

HMI

Human - machine interface

Giao diện người – máy

SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

x


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỂ TÀI
1.1.Giới thiệu về đề tài.
1.1.1. Lý do chọn đề tài.
Nhận thức được xu hướng chung, với những ưu điểm mà camera mang lại
trong việc phân loại sản phẩm, việc đầu tư vào lĩnh vực này là cần thiết, quan trọng
đối với các nhà khoa học, doanh nghiệp, và chính sách định hướng, quan tâm của
nhà nước. Lĩnh vực nào cũng vậy, để phát triển bền vững, vươn lên tầm cao mới,
điều kiện tiên quyết là cần phải đi đôi xây dựng cơ sở khoa học làm nền tảng, cập
nhật, ứng dụng các công nghệ hiện đại, và triển khai thành các sản phẩm ứng dụng
phù hợp nhu cầu thực tế. Theo tinh thần và tiêu chí trên, đề tài này đã được lựa
chọn. Đề tài: “Xây dựng hệ thống phân loại sản phẩm trên cơ sở xử lý ảnh” giúp
em có được nên tảng vưng chắc hơn về mặt lý thuyết và thực tiễn để có thể tiến sâu
hơn trong quá trình phát triển và nghiên cứu các ứng dụng của camera vào đời sống
trong tương lai.
1.1.2. Mục đích chọn đề tài.
Mục đích của đề tài là xây dưng hệ thống phân loại sản phẩm trên cơ sở xử lý

ảnh để phân loại và loại bỏ những sản phẩm sai sót về phần màu sắc. Bên cạnh đó,
đề tài cần đi sâu nghiên cứu đảm bảo các tiêu chí là điều kiện tiên quyết: cần phải đi
đôi xây dựng cơ sở khoa học làm nền tảng cập nhật, ứng dụng các công nghệ hiện
đại, và triển khai thành các sản phẩm ứng dụng phù hợp với nhu cầu thực tế. Để đạt
được mục đích trên, các cơng việc cần thực hiện: xây dựng hệ thống các phương
trình động học, động lực học, thiết kế hệ thống chuyển động băng chuyền, nghiên
cứu về công nghệ xử lý ảnh, thiết kế, thi công hệ thống cơ khí, mạch điều khiển, lập
trình phần mềm cho hệ thông phân loại sản phẩm, chạy thử nghiệm, đánh giá và
định hướng để tốt hơn, đáp ứng thực tế cũng như các tiêu chí khoa học hơn.
1.1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu chung của đồ án là hệ thống phân loại sản phẩm trên cơ
sở xử lý ảnh và ứng dụng của phần mềm LabView đối với hệ thống này. Phần cơ
khí của hệ thống gồm: một hệ thống băng chuyền có gắn camera và cần gạt, được
đặt trên một giá đỡ và chuyển động bằng các động cơ 12V DC. Phần công nghệ xử
lý ảnh, xây dựng các ứng dụng trong thị giác máy tính. Xây dựng hệ thống điều
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

1


Đồ án tốt nghiệp

khiển với bộ điều khiển sử dụng các ứng dụng của phần mềm lập trình đồ họa
LabView.

Hình 1.1: Hệ thống của đối tượng phân loại sản phẩm.
1.1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài.
 Ý nghĩa khoa học:
Đề tài này đã từng bước xây dựng cơ sở khoa học làm nền tảng: xây dựng hệ

thống các phương trình động học, động lực học, thiết kế hệ thống chuyển động băng
chuyền, nghiên cứu về công nghệ xử lý ảnh, thiết kế, thi công hệ thống cơ khí, mạch
điều khiển, lập trình phần mềm cho hệ thơng phân loại sản phẩm. Đó là những cơ sở
cần thiết, quan trọng để tiếp tục phát triển các hệ thống phức tạp hơn, hiện đại hơn.
 Ý nghĩa thực tiễn:
Đề tài phần nào đưa ra một cái khung cơ bản cho quá trình xây dựng và phát
triển một hệ thống phân loại sản phẩm. Nó là cơ sở cho quá trình phát triển, ứng
dụng ra các sản phẩm thực tế. Đã có sự vận dụng cơng nghệ hiện đại: công nghệ xử
lý ảnh và thử nghiệm thuật tốn thơng minh.
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

2


Đồ án tốt nghiệp

1.1.5. Tóm tắt nội dung đồ án.
Với mục đích đề tài như trên, bố cục Đồ án gồm 3 chương với nội dung như
sau:
 Chương 1: Tổng quan về đề tài. Nội dung chính của chương gồm 4 phần:
giới thiệu đề tài, tổng quan về hệ thống phân loại dùng trong công nghiệp, tổng
quan về công nghệ xử lý ảnh và phân loại ảnh, giới thiệu về camera. Trong phần
giới thiệu đề tài gồm: lý do chon đề tài, mục đích chọn đề tài, đối tượng và phạm vi
nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài, tóm tắt nội dung, đã cho ta cái
nhìn tổng thể về quá trình thực hiện đề tài, để biết được mục đích, định hướng, cũng
như đối tượng và phạm vi được đề cập trong đề tài rõ ràng, cụ thể, là kim chỉ nam
theo suốt quá trình nghiên cứu. Phần tiếp theo là nghiên cứu về lý thuyết là cơ sở
khoa học làm nền tảng.
 Chương 2: thiết kế thi cơng phần cứng và lập trình cho hệ thống phân

loại sản phẩm. Đây là phần thực nghiệm, được thực hiện trên nền tảng lý thuyết ở
chương 1, gồm: thiết kế và thi cơng hệ thống cơ khí, thiết kế và thi công phần cứng
mạch điều khiển, lập trình phần mềm. Phần thiết kế và thi cơng, đều được tiến hành:
vạch ý tưởng, thiết kế triển khai, lựa chọn các thiết bị phù hợp, và thi công thành
phẩm thực tế. Phần lập trình phần mềm, được tiến hành theo quy trình: xây dựng
lưu đồ thuật tốn, triển khai chương trình với ngơn ngữ trên mơi trường tương ứng,
gồm: xây dựng chương trình xử lý ảnh, thiết kế giao diện người dùng HMI cho
LabView, xây dựng chương trình cho vi điều khiển.
 Chương 3: Chạy thử nghiệm, đánh giá kết quả, và hướng phát triển.
Tiến hành chạy thử nghiệm, chỉnh định, đánh giá kết quả đạt được và chưa đạt
được. Từ đó, vạch ra các định hướng phát triển, để đáp ứng tốt hơn thực tế cũng
như các tiêu chí khoa học.

1.2. Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm trong công nghiệp.
1.2.1 .Giới thiệu chung về các máy phân loại sản phẩm.
Hiện nay, trong điều kiện khoa học, kỹ thuật, kinh tế phát triển thì quy trình tự
đơng hóa trong cơng nghiệp và sản xuất hầu như khơng thể thiếu được. Nó đóng vai
trị hết sức quan trọng trong việc giúp tăng năng suất, tăng độ chính xác và do đó
tăng hiệu quả sản xuất. Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

3


Đồ án tốt nghiệp

dụng rất nhiều trong thực tế hiện nay. Dùng sức người, cơng việc này địi hỏi có
tình tập trung cao và có tính lặp lại, nên các cơng nhân khó đảm bảo được sự chính
xác trong cơng việc. Chưa kể đến có sự phân loại dựa trên các kỹ thuật chi tiết rất

nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận ra. Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp chất lượng
sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất. vì vậy, hệ thống nhận dạng và phân loại sản
phẩm ra đời là một sự phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách này.
Có rất nhiều loại máy phân loại sản phẩm đã được đưa vào ứng dụng trong
thưc tiễn và trong các nghành công nghiệp như Máy tách màu EXCEL series - Phân
loại màu cẫng chè (trà), máy phân loại hạt điều PUP sâu-nám-đen, máy phân loại
màu đậu xanh nguyên hạt,…. Các loại máy này đều sử dụng camera quang học đa
sắc cho công nghệ tách màu, có hệ thống dẫn liệu bằng băng tải, cho tốc độ phân
loại nhanh.
1.2.2. Hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh.
Các hệ thống phân loại sản phẩm thường sử dụng cảm biến như cảm biến màu
sắc để phân loại sản phẩm. Gần đây, các hệ thống phân loại sản phẩm còn phát triển
thêm thị giác máy tính, việc tích hợp trên các hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống
camera ứng dụng công nghệ xử lý ảnh sẽ tăng khả năng tự động, giúp hệ thống này
hoạt động hiệu quả hơn. Bên cạnh đó việc ứng dụng các thuật tốn điều khiển, ngơn
ngữ lập trình lapview vào thiết kế hệ thống điều khiển làm tăng khả năng đáp ứng,
chính xác độ tin cậy cao hơn.
Hệ thống phân loại sản phẩm xử lý ảnh thường gồm 3 phần:
Phần thứ nhất: khối xử lý nhận dạng và ra quyết định, gồm một hệ thống
camera gắn trên băng chuyền. Khi sản phẩm đi qua camera, camera sẽ lưu giữ hình
ảnh và chuyển cho phần mềm để phân loại. Phần mềm sẽ thực hiện nhận dạng và ra
quyết định sản phẩm có đúng màu quy định hay khơng.
Phần thứ hai: khối xử lý tín hiệu hỏi đáp, điều khiển và giao tiếp giữa người và
máy, bao gồm mạch điều khiển M4, màn hình và các nút điều khiển.
Phần thứ ba: khối cơ cấu cơ khí chấp hành, là mơt băng chuyền, có khe được
đặt nối tiếp theo băng chuyền. Trên băng chuyền có một đầu vào, một đầu ra và 1
cần gạt. Khi bộ xử lý nhận dạng và ra quyết định sản phẩm không đúng chuẩn cần
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

4


Đồ án tốt nghiệp

gạt sẽ gạt sản phẩm ra khỏi băng chuyền cịn đúng thì sản phẩm sẽ tiếp tục được
đưa đến đầu ra.


Sơ đồ khối tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý
ảnh.

Hình 1.2: Sơ đồ khối về hệ thống phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh.
Sản phẩm trên băng tải khi đi qua camera. Camera sẽ thu được hình ảnh của
sản phẩm chuyển đến phần mềm xử lý ảnh lapview image tookit trên pc, ở trên PC
sẽ cho ta 1 giao diện HMI để người dùng quan sát được sự hoạt động của hệ thống
phân loại sản phẩm, phần mền đưa ra quyết định xử lý tới bộ xử lý Bộ xử lý ARM
– CortexM4 STM32F407. Bộ xử lý trung tâm sẽ gửi tín hiệu đến mạch driver điều
khiển động cơ để điều khiển các động cơ 1 và 2 theo yêu cầu bài toán. Hệ thống
phân loại sản phẩm và xử lý ảnh thường gồm 3 bộ phận chính: (1) bộ cảm biến hình
ảnh (Camera), (2) băng tải và bộ chấp hành thường là cần gạt có gắn động cơ hoặc
khí nén, (3) máy tính xử lý ảnh và bo mạch điều khiển.
1.2.3. Giới thiệu chung về băng tải.
1.2.3.1. Các loại băng tải sử dụng hiện nay.
 Giới thiệu chung.
Băng thải thường được sử dụng để di chuyển các vật liệu đon giản và vật liệu
rời theo phương ngang và phương nghiêng. Trong dây chuyền sản xuất, các thiết bị
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

5


Đồ án tốt nghiệp

này được sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyển các cơ cấu nhẹ,
trong các xưởng luyện kim dung để vận chuyển quặng, than đá, các loại xì lị trên
các trạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu.
Trên các bãi kho thì dùng để vận chuyển các loại hằng bưu kiện, vật liệu hạt
hoặc một số sản phẩm khác. Trong một số ngành cơng nghiệp nhẹ, cơng nghiệp
thực phẩm cơng nghiệp hóa chất dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoàn thành
và chưa hồn thành giữa các cơng đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để
loại bỏ các sản phẩm không dùng được.
 Ưu điểm của băng tải.
- Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các
hướng nằm ngang, nằm nghiêng và kết hợp giữa nằm ngang và nằm nghiêng.
- Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được vận hành đơn giản, bản
dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy
vận chuyển khác khơng lớn lắm.
 Cấu trúc chung của băng tải.

Hình 1.3: Cấu tạo chung của băng chuyền.
1 . Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.
2 . Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo.
3 . Bộ phận căng tạo giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.
4 . Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho bộ phận kéo và
các yếu tố làm việc.
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

6


Đồ án tốt nghiệp

 Các loại băng tải trên thị trường hiện nay.
Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại có thể
lựa chọn một số loại băng tải sau:
Loại băng tải
Băng tải dây đai

Tải trọng
<50kg

Phạm vi ứng dụng
Vận chuyển từng chi
tiết giữa các nguyên công
hoặc vận chuyển thùng
chứa trong gia công cơ và
lắp ráp
Băng tải lá
25÷125 kg
Vận chuyển chi tiết trên
vệ tinh trong gai công
chuẩn bị phôi và trong láp
ráp
Băng tải thanh đẩy
50÷250kg
Vận chuyển các chi tiết
lớn giữa các bộ phận trên

khoảng cách >50m
Băng tải con lắn
30÷500kg
Vận chuyển chi tiết trên
các vệ tinh giữa các
nguyên công khoảng cách
<50m
Bảng 1.1: Danh sách các loại băng tải.
Các loại băng tải xích băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khi vận
chuyển. Tuy nhiên chúng địi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, địi hỏi đọ chính xác cao,
giá thành khá đắt.
1.2.3.2.

Băng tải dùng trong mơ hình.

Do băng tải trong hệ thống làm nhiệm vụ vận chuyển sản phẩm nên trong mơ
hình đồ án đã lựa chọn loại băng tải dây đai để mô phỏng cho hệ thống dây chuyền
trong nhà máy với những lý do sau:
- Tải trọng không quá lớn.
- Kết cấu cơ khí khơng q phức tạp.
- Dễ dàng thiết kế chế tạo.
- Có thể dễ dàng hiệu chỉnh băng tải.
Tuy nhiên, loại băng tải này cũng có một vài nhược điểm như độ chính xác khi
vận chuyển không cao, đôi lúc băng tải hoạt động không ổn định do nhiều tố: nhiệt
độ môi trường ảnh hưởng tới con lăn, độ ma sát của con lăn giảm qua thời gian….
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

7

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.4: Băng tải thực tế.

1.3. Tổng quan về công nghệ xử lý ảnh và hệ thống phân loại ảnh.
Một hệ thống xử lý ảnh điển hình được cho như sau:

Hình 1.5: Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh.
Xử lý ảnh bao gồm lý thuyết và các kỹ thuật liên quan nhằm mục đích tạo ra
một hệ thống nhân tạo có thể tiếp nhận thơng tin từ các hình ảnh thu được, hoặc các
tập dữ liệu đa chiều. Các thiết bị ngày nay không chỉ nhận tín hiệu đơn lẻ mà cịn
được tích hợp Thị giác máy giúp có cái nhìn thật hơn với thế giới bên ngồi. Thơng
tin hình ảnh nhận về qua q trình phân tích, kết hợp với các mơ hình giúp hệ thống
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

8


Đồ án tốt nghiệp

phân loại sản phẩm tiến dần tới một hệ thống nhân tạo có khả năng ra quyết định
thông minh, linh hoạt và đúng đắn nhiều hơn. LabView (Laboratory Virtual
Instrument Engineering Workbench) là ngơn ngữ lập trình đồ họa mà sử dụng các
biểu tượng thay vì các hàng văn bản để tạo ra các ứng dụng, nó đáp ứng được
những yêu cầu của lĩnh vực xử lý ảnh. Một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ xử lý
ảnh mang tính đột phá:
 Trong lĩnh vực quân sự: Các hệ thống có tích hợp quang hồng ngoại
(đóng vai trị là Thị giác máy) có khả năng tự động điều khiển dàn hỏa lực (pháo,

tên lửa) được lắp đặt trên trận địa cao xạ, trên xe tăng, tàu chiến, máy bay, vệ tinh.
Chúng được thay thế, hỗ trợ các dàn radar dễ bị nhiễu trong việc tự động phát hiện,
cảnh giới, bám bắt mục tiêu. Đặc biệt, có những loại lắp trên máy bay có khả năng
điều khiển hỏa lực đánh phá hàng chục mục tiêu cùng một lúc, và cũng cần phải kể
đến các đầu tự dẫn tên lửa và đạn thơng minh.

Hình 1.6: Một số hệ thống tích hợp quang-điện tử, ảnh nhiệt trong quân sự và
chiến đấu.
 Trong an ninh, phòng chống tội phạm, và bảo vệ pháp luật: Các hệ
thống Camera nhận dạng khuôn mặt, vân tay tự động cũng như phát hiện, theo dõi,
cảnh báo các âm mưu và hoạt động khủng bố. Các xe Robot tự hành có gắn Camera
cũng được ứng dụng hoạt động trong các mơi trường độc hại, dị phá bom mìn.
Chẳng hạn: Robot Talon được gắn thêm các Sensor nhằm thu thập thơng tin về hóa
chất, khí ga, nhiệt độ và phóng xạ từ mơi trường xung quanh. Và hiện tại Robot
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

9


Đồ án tốt nghiệp

Talon đang được thử nghiệm mang theo súng máy M249, súng phóng lựu đạn, súng
phịng Rocket.

Hình 1.7: Robot Talon.
 Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ: Các hệ thống ống kính chụp ảnh viễn
thám lắp trên các vệ tinh bay quanh trái đất có thể chụp và quan sát được các vật
kích cỡ 0.5 m từ độ cao 750 Km. Việc ghép nối các ống kính này với hệ thống GPS
(Global Positioning System, hệ thống định vị toàn cầu) sẽ cho phép xây dựng các

bản đồ số được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực cực kỳ quan trọng trong an ninh quốc
phịng, phát triển kinh tế-xã hội.

Hình 1.8: Vệ tinh viễn thám của NASA.
 Trong công nghiệp, giao thơng, xây dựng: Hệ thống quang điện tử đóng
vai trị Thị giác máy có khả năng tự động đo đạc kiểm tra chất lượng sản phẩm
trong các dây chuyền sản xuất: phân loại hạt ngũ cốc, cà phê, tìm lỗi lắp ráp linh
kiện các bản vi mạch và khuyết tật các mối hàn…Các hệ thống quang điện tử được
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

10


Đồ án tốt nghiệp

ứng dụng nhiều trong giao thông như đo tốc độ, tự động kiểm soát điều khiển và
phân luồng giao thơng.

Hình 1.9: Hệ thống kiểm tra chất lượng sản phẩm.
 Trong nghiên cứu y sinh dược học: Các kính hiển vi có khả năng tự động
nhận dạng và đo đếm các tế bào với độ chính xác cao. Các kính hiển vi có hệ thống
dẫn đường Laser cho phép thực hiện những phẫu thuật rất phức tạp như mổ u não,
một cơng nghệ địi hỏi độ chính xác trên micromet.
 Trong cơng nghiệp giải trí, truyền hình: Các hệ thống tích hợp tự động
điều khiển Camera kích thước và khối lượng lớn bám theo các đối tượng chuyển
động nhanh như bóng đang bay, đua xe…
1.3.1. Tổng quan về hệ thống xử lý ảnh.
Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và cơng nghệ. Nó là một ngành
khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của nó

rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là máy tính
chun dụng riêng cho nó.
Xử lý ảnh được đưa vào giảng dạy ở bậc đại học ở nước ta khoảng chục năm
nay. Nó là mơn học liên quan đến nhiều lĩnh vực và cần nhiều kiến thức cơ sở khác.
Đầu tiên phải kể đến xử lý tín hiệu số là một môn học hết sức cơ bản cho xử lý tín
hiệu chung, các khái niệm về tích chập, các biến đổi Fourier, biến đổi Laplace, các
bộ lọc hữu hạn… Thứ hai, các cơng cụ tốn như Đại số tuyến tính, xác xuất, thống
kê. Một số kiến thứ cần thiết như Trí tuệ nhân tạo, mạng nơ ron nhân tạo cũng được
đề cập trong q trình phân tích và nhận dạng ảnh.
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

11


Đồ án tốt nghiệp

Các phương pháp xử lý ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính: nâng cao chất
lượng ảnh và phân tích ảnh. Ứng dụng đầu tiên được biết đến là nâng cao chất
lượng ảnh báo được truyền qua cáp từ Luân đôn đến New York từ những năm 1920.
Vấn đề nâng cao chất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng và độ phân giải
của ảnh. Việc nâng cao chất lượng ảnh được phát triển vào khoảng những năm
1955. Điều này có thể giải thích được vì sau thế chiến thứ hai, máy tính phát triển
nhanh tạo điều kiện cho q trình xử lý ảnh sơ thuận lợi. Năm 1964, máy tính đã có
khả năng xử lý và nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng và vệ tinh Ranger 7 của Mỹ
bao gồm: làm nổi đường biên, lưu ảnh. Từ năm 1964 đến nay, các phương tiện xử
lý, nâng cao chất lượng, nhận dạng ảnh phát triển không ngừng. Các phương pháp
tri thức nhân tạo như mạng nơ ron nhân tạo, các thuật toán xử lý hiện đại và cải tiến,
các công cụ nén ảnh ngày càng được áp dụng rộng rãi và thu nhiều kết quả khả
quan.

Để dễ tưởng tượng, xét các bước cần thiết trong xử lý ảnh. Đầu tiên, ảnh tự
nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua các thiết bị thu (như Camera, máy chụp
ảnh). Trước đây, ảnh thu qua Camera là các ảnh tương tự (loại Camera ống kiểu
CCIR). Gần đây, với sự phát triển của công nghệ, ảnh màu hoặc đen trắng được lấy
ra từ Camera, sau đó nó được chuyển trực tiếp thành ảnh số tạo thuận lợi cho xử lý
tiếp theo. (Máy ảnh số hiện nay là một thí dụ gần gũi). Mặt khác, ảnh cũng có thể
tiếp nhận từ vệ tinh; có thể quét từ ảnh chụp bằng máy qt ảnh. Hình 1.10 dưới đây
mơ tả các bước cơ bản trong xử lý ảnh.

Hình 1.10: Các bước cơ bản trong xử lý ảnh.
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

12


Đồ án tốt nghiệp

Sơ đồ này bao gồm các thành phần sau:
1.3.1.1. Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition).
Ảnh có thể nhận qua camera màu hoặc đen trắng. Thường ảnh nhận qua
camera là ảnh tương tự (loại camera ống chuẩn CCIR với tần số 1/25, mỗi ảnh 25
dịng), cũng có loại camera đã số hoá (như loại CCD – Change Coupled Device) là
loại photodiot tạo cường độ sáng tại mỗi điểm ảnh.
Camera thường dùng là loại quét dòng ; ảnh tạo ra có dạng hai chiều. Chất lượng
một ảnh thu nhận được phụ thuộc vào thiết bị thu, vào môi trường (ánh sáng, phong
cảnh)
1.3.1.2. Tiền xử lý (Image Processing).
Sau bộ thu nhận, ảnh có thể nhiễu độ tương phản thấp nên cần đưa vào bộ
tiền xử lý đểnâng cao chất lượng. Chức năng chính của bộ tiền xử lý là lọc nhiễu,

nâng độ tương phản để làm ảnh rõ hơn, nét hơn.
1.3.1.3. Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh.
Phân vùng ảnh là tách một ảnh đầu vào thành các vùng thành phần để biểu
diễn phân tích, nhận dạng ảnh. Ví dụ: để nhận dạng chữ (hoặc mã vạch) trên phong
bì thư cho mục đích phân loại bưu phẩm, cần chia các câu, chữ về địa chỉ hoặc tên
người thành các từ, các chữ, các số (hoặc các vạch) riêng biệt để nhận dạng. Đây là
phần phức tạp khó khăn nhất trong xử lý ảnh và cũng dễ gây lỗi, làm mất độ chính
xác của ảnh. Kết quả nhận dạng ảnh phụ thuộc rất nhiều vào công đoạn này.
1.3.1.4. Biểu diễn ảnh (Image Representation).
Đầu ra ảnh sau phân đoạn chứa các điểm ảnh của vùng ảnh (ảnh đã phân đoạn)
cộng với mã liên kết với các vùng lận cận. Việc biến đổi các số liệu này thành dạng
thích hợp là cần thiết cho xử lý tiếp theo bằng máy tính. Việc chọn các tính chất để
thể hiện ảnh gọi là trích chọn đặc trưng (Feature Selection) gắn với việc tách các
đặc tính của ảnh dưới dạng các thông tin định lượng hoặc làm cơ sở để phân biệt
lớp đối tượng này với đối tượng khác trong phạm vi ảnh nhận được. Ví dụ: trong
nhận dạng ký tự trên phong bì thư, chúng ta miêu tả các đặc trưng của từng ký tự
giúp phân biệt ký tự này với ký tự khác.
1.3.1.5. Nhận dạng và nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation.
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

13


Đồ án tốt nghiệp

Nhận dạng ảnh là quá trình xác định ảnh. Quá trình này thường thu được
bằng cách so sánh với mẫu chuẩn đã được học (hoặc lưu) từ trước. Nội suy là phán
đoán theo ý nghĩa trên cơ sởnhận dạng. Ví dụ: một loạt chữ số và nét gạch ngang
trên phong bì thư có thể được nội suy thành mã điện thoại. Có nhiều cách phân loai

ảnh khác nhau về ảnh. Theo lý thuyết về nhận dạng, các mơ hình tốn học về ảnh
được phân theo hai loại nhận dạng ảnh cơ bản:
- Nhận dạng theo tham số.
- Nhận dạng theo cấu trúc.
Một số đối tượng nhận dạng khá phổ biến hiện nay đang được áp dụng
trong khoa học và công nghệ là: nhận dạng ký tự (chữ in, chữ viết tay, chữ ký
điện tử), nhận dạng văn bản (Text), nhận dạng vân tay, nhận dạng mã vạch,
nhận dạng mặt người…
1.3.1.6. Cơ sở tri thức (Knowledge Base).
Như đã nói ở trên, ảnh là một đối tượng khá phức tạp về đường nét, độ sáng
tối, dung lượng điểm ảnh, môi trường để thu ảnh phong phú kéo theo nhiễu. Trong
nhiều khâu xử lý và phân tích ảnh ngồi việc đơn giản hóa các phương pháp tốn
học đảm bảo tiện lợi cho xử lý, người ta mong muốn bắt chước quy trình tiếp nhận
và xử lý ảnh theo cách của con người. Trong các bước xử lý đó, nhiều khâu hiện
nay đã xử lý theo các phương pháp trí tuệ con người. Vì vậy, ở đây các cơ sở tri
thức được phát huy.
1.3.1.7. Mơ tả (biểu diễn ảnh).
Từ hình 1.10, ảnh sau khi số hoá sẽ được lưu vào bộ nhớ, hoặc chuyển sang
các khâu tiếp theo để phân tích. Nếu lưu trữ ảnh trực tiếp từ các ảnh thô, địi hỏi
dung lượng bộ nhớ cực lớn và khơng hiệu quả theo quan điểm ứng dụng và công
nghệ. Thông thường, các ảnh thơ đó được đặc tả (biểu diễn) lại (hay đơn giản là mã
hoá) theo các đặc điểm của ảnh được gọi là các đặc trưng ảnh (Image Features) như:
biên ảnh (Boundary), vùng ảnh (Region). Một số phương pháp biểu diễn thường
dùng:
• Biểu diễn bằng mã chạy (Run-Length Code)
• Biểu diễn bằng mã xích (Chaine -Code)
• Biểu diễn bằng mã tứ phân (Quad-Tree Code)
Biểu diễn bằng mã chạy
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

14


Đồ án tốt nghiệp

Phương pháp này thường biểu diễn cho vùng ảnh và áp dụng cho ảnh nhị
phân. Một vùng ảnh R có thể mã hố đơn giản nhờ một ma trận nhị phân:
U(m, n) = 1 nếu (m, n) thuộc R
U( m, n) = 0 nếu (m, n) không thuộc R
Trong đó: U(m, n) là hàm mơ tả mức xám ảnh tại tọa độ (m, n). Với cách
biểu diễn trên, một vùng ảnh được mô tả bằng một tập các chuỗi số 0 hoặc 1. Giả sử
chúng ta mô tả ảnh nhị phân của một vùng ảnh được thể hiện theo toạ độ (x, y) theo
các chiều và đặc tả chỉ đối với giá trị “1” khi đó dạng mơ tả có thể là: (x, y)r; trong
đó (x, y) là toạ độ, r là số lượng các bit có giá trị “1” liên tục theo chiều ngang hoặc
dọc.
Biểu diễn bằng mã xích
Phương pháp này thường dùng để biểu diễn đường biên ảnh. Một đường bất
kỳ được chia thành các đoạn nhỏ. Nối các điểm chia, ta có các đoạn thẳng kế tiếp
được gán hướng cho đoạn thẳng đó tạo thành một dây xích gồm các đoạn. Các
hướng có thể chọn 4, 8, 12, 24,… mỗi hướng được mã hoá theo số thập phân hoặc
số nhị phân thành mã của hướng.
Biểu diễn bằng mã tứ phân
Phương pháp mã tứ phân được dùng để mã hoá cho vùng ảnh. Vùng ảnh đầu
tiên được chia làm bốn phần thường là bằng nhau. Nếu mỗi vùng đã đồng nhất
(chứa toàn điểm đen (1) hay trắng (0)), thì gán cho vùng đó một mã và không chia
tiếp. Các vùng không đồng nhất được chia tiếp làm bốn phần theo thủ tục trên cho
đến khi tất cả các vùng đều đồng nhất. Các mã phân chia thành các vùng con tạo
thành một cây phân chia các vùng đồng nhất.
Trên đây là các thành phần cơ bản trong các khâu xử lý ảnh. Trong thực tế,

các q trình sử dụng ảnh số khơng nhất thiết phải qua hết các khâu đó tùy theo đặc
điểm ứng dụng. Hình 1.11 cho sơ đồ phân tích và xử lý ảnh và lưu đồ thông tin giữa
các khối một cách khá đầy đủ. Ảnh sau khi được số hóa được nén, lưu lại để truyền
cho các hệ thống khác sử dụng hoặc để xử lý tiếp theo. Mặt khác, ảnh sau khi số
hóa có thể bỏ qua cơng đoạn nâng cao chất lượng (khi ảnh đủ chất lượng theo một
yêu cầu nào đó) để chuyển tới khâu phân đoạn hoặc bỏ tiếp khâu phân đoạn chuyển
trực tiếp tới khâu trích chọn đặc trưng. Hình 1.11 cũng chia các nhánh song song
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI
MSSV: 1051080554

15