Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

74 794 1
Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ THUYẾT I.1 GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ ẢNH I.1.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh I.1.2 Một số khái niệm .10 I.2 BIỂU DIỄN ẢNH .12 I.2.1 Biểu diễn màu 12 I.2.1.1 Mơ hình màu RGB 12 I.2.1.2 Mơ hình màu CMY 13 I.2.1.3 Mô hình màu HSV 13 I.2.1.4 Mơ hình ánh sáng 13 I.2.2 Số hóa ảnh 14 I.2.3 Các định dạng ảnh xử lý ảnh 15 I.2.3.1 Định dạng ảnh IMG 15 I.2.3.2 File ảnh PCX 15 I.2.3.3 File ảnh BMP 16 I.2.3.4 Định dạng ảnh TIFF 16 I.2.4 Một số phương pháp biểu diễn ảnh 17 I.2.4.1 Mã loạt dài 17 I.2.4.2 Mã xích 18 I.2.4.3 Mã tứ phân 19 I.3 NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ẢNH 19 I.3.1 Cải thiện ảnh dùng toán tử điểm 19 I.3.1.1 Tăng độ tương phản 20 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh I.3.1.2 Tách nhiễu phân ngưỡng 21 I.3.1.3 Biến đổi âm 22 I.3.1.4 Cắt theo mức 22 I.3.1.5 Trích chọn bít 24 I.3.1.6 Trừ ảnh 25 I.3.1.7 Nén dải độ sáng .25 I.3.2 Cải thiện ảnh dùng tốn tử khơng gian 26 I.3.2.1 Làm trơn nhiễu lọc tuyến tính 26 I.3.2.2 Làm trơn nhiễu lọc phi tuyến: 28 I.4 BIẾN ĐỔI ẢNH 29 I.4.1 Biến đổi Fourrier-TF: khái niệm công thức 29 I.4.1.1 Không gian chiều .30 I.4.1.2 Không gian hai chiều 30 I.4.2 Biến đổi Fourrier rời rạc – DFT 30 I.4.2.1 DFT cho tín hiệu chiều 31 I.4.2.2 DFT cho tín hiệu hai chiều (ảnh số) 31 I.4.3 Biến đổi KL .31 I.5 LÀM NỔI VÀ TÁCH ĐƯỜNG BIÊN ẢNH .34 I.5.1 Làm đường biên ảnh qua lọc FIR 34 I.5.2 Tách đường biên ảnh qua cách tiếp cận khoảng cách 35 I.5.2.1 Toán tử Robert 35 I.5.2.2 Toán tử Sobel 36 I.5.2.3 Các mặt nạ gradient khép kín 36 I.6 NHẬN DẠNG ẢNH 37 I.6.1 Mơ hình tham số 37 I.6.2 Mơ hình cấu trúc: .38 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh I.7 NÉN DỮ LIỆU ẢNH 38 I.7.1 Các loại dư thừa liệu .38 I.7.1.1 Sự phân bố ký tự 38 I.7.1.2 Những mẫu sử dụng tần suất 39 I.7.1.3 Độ dư thừa vị trí 39 I.7.2 Phân loại phương pháp nén 40 CHƯƠNG II KHẢO SÁT HỆ THỐNG THỰC 42 II.1 Các chức hỗ trợ máy tính q trình dạy học .42 II.1.1 Chức lưu trữ xử lí thơng tin 42 II.1.2 Chức điều chỉnh hoạt động học tập 42 II.1.3 Chức luyện tập thực hành 42 II.1.4 Chức minh hoạ trực quan 43 II.1.5 Chức hỗ trợ thiết kế 43 II.1.6 Chức mơ hình hố mô 43 II.1.7 Chức liên lạc 43 II.1.8 Chức đánh giá 44 II.2 Các quan điểm thiết kế phần mềm theo hướng dạy học với giúp đỡ máy tính 44 II.2.1 Các quan điểm có tính cổ điển 44 II.2.2 Xây dựng vi giới 44 II.2.3 Xây dựng hệ tác giả 45 II.2.4 Xây dựng hệ chuyên gia 45 II.3 Các dạng ứng dụng cụ thể máy tính dạy học tin học 45 II.4 Một số tiêu chuẩn để xây dựng phần mềm hỗ trợ dạy học 46 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh II.4.1 Những tiêu chuẩn phần cứng .46 II.4.2 Những yêu cầu mặt sư phạm .46 II.4.3 Yêu cầu cách thể 46 II.5 Thực trạng vấn đề giảng dạy trường ĐH, CĐ 47 II.6 Những hạn chế phương thức giảng dạy thông thường 47 II.7 Những ưu điểm việc sử dụng chương trình hỗ trợ giảng dạy .48 II.8 So sánh chương trình hỗ trợ giảng dạy với giáo trình điện tử tài liệu PowerPoint 49 II.9 Tiềm việc sử dụng chương trình hỗ trợ giảng dạy .50 CHƯƠNG III PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 52 III.1 Sơ đồ môi trường 52 III.2 Sơ đồ chức .53 III.3 Mục đích yêu cầu chương trình 56 III.3.1 Mục đích chương trình 56 III.3.2 Yêu cầu chương trình 56 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH 58 IV.1 Thiết kế nội dung .58 IV.2 Thiết kế liệu 59 IV.3 Thiết kế hình giao diện phần mềm 60 IV.3.1 Giao diện chính: 61 IV.3.2 Giao diện Lý Thuyết: 63 IV.3.3 Giao diện Bài tập: 64 IV.3.4 Giao diện Ví dụ: 65 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh IV.3.5 Giao diện cập nhật, thay đổi nội dung giảng 66 IV.4 Hướng dẫn sử dụng 68 IV.5 Yêu cầu chương trình 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh MỞ ĐẦU Ngày nay, công nghệ thông tin phần tất yếu sống người Cùng với phát triển xã hội thời đại, cơng nghệ thơng tin có ứng dụng ảnh hưởng sâu sắc đến nhiều lĩnh vực đời sống Nó phục vụ người từ việc giải trí, kinh doanh, liên lạc vấn đề phức tạp khoa học kỹ thuật Càng ngày, giới cần thời gian cho gia tăng tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật Như vậy, với khả thu thập xử lý thông tin gần vơ hạn máy tính điện tử nay, có câu hỏi đặt là: Con người phải làm với khối tri thức khổng lồ ngày tăng nhanh tới mức tưởng tượng với hình thức cung cấp vơ dễ dàng? Liệu người thích nghi với giới thơng tin bao quanh, nhờ công cụ phương tiện nào? Để trả lời cho câu hỏi này, khơng khác thấy rõ ràng cần phải có cách mạng giáo dục đào tạo Phát triển đồng quan tổ chức trường học với chương trình trước hết phương pháp đào tạo Bởi chức nhà trường chuẩn bị người cho việc đáp ứng thay đổi văn minh nhân loại Trong bối cảnh phát triển nay, muốn giáo dục đáp ứng địi hỏi cấp thiết cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, muốn việc dạy học theo kịp sống, thiết phải cải cách phương pháp dạy học theo hướng vận dụng CNTT thiết bị dạy học đại phát huy mạnh mẽ tư sáng tạo, kỹ thực hành hứng thú học tập học sinh để nâng cao chất lượng đào tạo Qua trình học tập Đại học Hàng Hải, em thầy giáo Khoa công nghệ thông tin tận tình bảo, cung cấp nhiều thơng tin, ý tưởng quan trọng việc làm đồ án tốt nghiệp Được định hướng, tạo điều kiện Khoa công nghệ thông tin hướng dẫn trực tiếp Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh thầy giáo KS Nguyễn Văn Giang - Khoa Công nghệ thông tin – Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, em lựa chọn đề tài “Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh” làm đồ án tốt nghiệp cho Xuất phát từ ý tưởng dạy học hình ảnh, em muốn xây dựng phần mềm mô tất tượng, vật có chương trình mơn học nhằm hỗ trợ giáo viên giảng dạy máy vi tính, có hình ảnh minh hoạ phục vụ việc giảng dạy cách thực tế hơn, sinh động Một phương pháp giảng dạy “trực quan sinh động” phương pháp học “mắt thấy tai nghe”: điều mà phần mềm mang lại cho ngành giáo dục Với phương pháp dạy học hứa hẹn nâng cao chất lượng giáo dục nước nhà Tuy nhiên khả điều kiện thời gian nhiều hạn chế nên đồ án em khơng tránh khỏi nhiều sai sót, em mong bảo, đóng góp thầy giáo tất người quan tâm đến vấn đề Em xin cảm ơn giáo viên Khoa công nghệ thông tin đặc biệt thầy giáo Nguyễn Văn Giang bảo hướng dẫn tận tình, giúp em hồn thành đồ án Nội dung báo cáo đồ án bao gồm có chương sau:  Chương I: Cơ sở lý thuyết  Chương II: Khảo sát hệ thống thực  Chương III: Phân tích hệ thống  Chương IV: Thiết kế xây dựng chương trình Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ THUYẾT I.1 GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ ẢNH I.1.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh Xử lý ảnh khoa học tương đối mẻ so với nhiều ngành khoa học khác, qui mô công nghiệp, song xử lý ảnh bắt đầu xuất máy tính chun dụng Để hình dung cấu hình hệ thống xử lý ảnh chuyên dụng hay hệ thống xử lý ảnh dùng nghiên cứu, đào tạo, trước hết xem xét bước cần thiết xử lý ảnh Trước hết q trình thu nhận ảnh Ảnh thu nhận qua camera Thường ảnh thu nhận qua camera tín hiệu tương tự (loại camera ống kiểu CCIR), tín hiệu số hố (loại CCD - Charge Coupled Device) Hình 1.1 Các giai đoạn xử lý ảnh Ảnh thu nhận từ vệ tinh qua cảm ứng (sensor), hay ảnh, tranh quét scanner Tiếp theo q trình số hố (Digitalizer) Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh để biến đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu rời rạc (lấy mẫu) số hoá lượng hoá, trước chuyển sang giai đoạn xử lý, phân tích hay lưu trữ lại Q trình phân tích ảnh thực chất bao gồm nhiều cơng đoạn nhỏ Trước hết công việc tăng cường ảnh để nâng cao chất lượng ảnh Do nguyên nhân khác nhau: chất lượng thiết bị thu nhận ảnh, nguồn sáng hay nhiễu, ảnh bị suy biến Do cần phải tăng cường khôi phục lại ảnh để làm bật số đặc tính ảnh, hay làm cho ảnh gần giống với trạng thái gốc - trạng thái trước ảnh bị biến dạng Giai đoạn phát đặc tính biên, phân vùng ảnh, trích chọn đặc tính, v.v Cuối cùng, tuỳ theo mục đích ứng dụng, giai đoạn nhận dạng, phân lớp hay định khác Các giai đoạn q trình xử lý ảnh mơ tả hình 1.1 Với giai đoạn trên, hệ thống xử lý ảnh (cấu trúc phần cứng theo chức năng) gồm thành phần tối thiểu hình 1.2 Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh Hình 1.2 Các thành phần hệ thống xử lý ảnh I.1.2 Một số khái niệm  Pixel (Picture Element): phần tử ảnh Ảnh thực tế ảnh liên tục không gian giá trị độ sáng Để xử lý ảnh máy tính cần thiết phải tiến hành số hố ảnh Trong q trình số hố, người ta biến đổi tín hiệu liên tục sang tín hiệu rời rạc thơng qua q trình lấy mẫu (rời rạc hóa khơng gian) lượng hoá thành phần giá trị mà thể nguyên tắc mắt thường không phân biệt hai điểm kề Trong trình này, người ta sử dụng khái niệm Picture element mà ta quen gọi hay viết Pixel - phần tử ảnh Ở cần phân biệt khái niệm pixel hay đề cập đến hệ thống đồ hoạ máy tính Để tránh nhầm lẫn ta tạm gọi khái niệm pixel pixel thiết bị Khái niệm pixel thiết bị xem xét sau: ta quan sát hình (trong chế độ Sinh viên: Nguyễn Thị Khuyên Lớp: CNT43TT1-ĐHT2 - ĐH Hàng Hải 10 ... Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy mơn xử lý ảnh CHƯƠNG I CƠ SỞ LÍ THUYẾT I.1 GIỚI THIỆU VỀ XỬ LÝ ẢNH I.1.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh Xử lý ảnh khoa học tương đối mẻ so... nghiệp: Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn xử lý ảnh thầy giáo KS Nguyễn Văn Giang - Khoa Công nghệ thông tin – Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự, em lựa chọn đề tài ? ?Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng. .. giảng dạy môn học xử lý ảnh? ?? làm đồ án tốt nghiệp cho Xuất phát từ ý tưởng dạy học hình ảnh, em muốn xây dựng phần mềm mơ tất tượng, vật có chương trình mơn học nhằm hỗ trợ giáo viên giảng dạy

Ngày đăng: 23/11/2012, 15:54

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1. Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.1..

Các giai đoạn chính trong xử lý ảnh Xem tại trang 4 của tài liệu.
Hình 1.2. Các thành phần chính của hệ thống xử lý ảnh - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.2..

Các thành phần chính của hệ thống xử lý ảnh Xem tại trang 6 của tài liệu.
I.2.1.1. Mô hình màu RGB - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

2.1.1..

Mô hình màu RGB Xem tại trang 9 của tài liệu.
I.2.1.3. Mô hình màu HSV - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

2.1.3..

Mô hình màu HSV Xem tại trang 10 của tài liệu.
Nếu ta hình dung trong một tệp ảnh xếp liên tiếp các byte từ đầu đến cuối và dồn chúng vào trong một hộp chữ nhật, thì có thể hình dung tệp ảnh  PCX như hình vẽ sau: - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

u.

ta hình dung trong một tệp ảnh xếp liên tiếp các byte từ đầu đến cuối và dồn chúng vào trong một hộp chữ nhật, thì có thể hình dung tệp ảnh PCX như hình vẽ sau: Xem tại trang 12 của tài liệu.
Hình 1.5. Cấu trúc file ảnh BMP - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.5..

Cấu trúc file ảnh BMP Xem tại trang 13 của tài liệu.
Hình 1.7. Hướng các điểm biên và mã tương ứng. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.7..

Hướng các điểm biên và mã tương ứng Xem tại trang 15 của tài liệu.
Hình 1.6. Ảnh nhị phân và các biểu diễn mã loạt dài tương ứng. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.6..

Ảnh nhị phân và các biểu diễn mã loạt dài tương ứng Xem tại trang 15 của tài liệu.
Hình 1.10. A- Ảnh gốc; B- Ảnh âm bản - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.10..

A- Ảnh gốc; B- Ảnh âm bản Xem tại trang 20 của tài liệu.
I.3.1.3. Biến đổi âm bản. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

3.1.3..

Biến đổi âm bản Xem tại trang 20 của tài liệu.
Hình 1.11  A- Ảnh gốc - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.11.

A- Ảnh gốc Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 1.13. (a) Kết quả sử dụng bộ lọc PCF với ωc =1 .7. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.13..

(a) Kết quả sử dụng bộ lọc PCF với ωc =1 .7 Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 1.16. Sơ đồ chức năng quá trình nén dữ liệu - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 1.16..

Sơ đồ chức năng quá trình nén dữ liệu Xem tại trang 43 của tài liệu.
Hình 3.1. Sơ đồ môi trường - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 3.1..

Sơ đồ môi trường Xem tại trang 56 của tài liệu.
Hình 3.2. Sơ đồ chức năng - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 3.2..

Sơ đồ chức năng Xem tại trang 57 của tài liệu.
Hình 3.3. Sơ đồ chức năng Lý thuyết - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 3.3..

Sơ đồ chức năng Lý thuyết Xem tại trang 58 của tài liệu.
Hình 3.4. Sơ đồ chức năng Bài tập - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 3.4..

Sơ đồ chức năng Bài tập Xem tại trang 59 của tài liệu.
Hình 3.5. Sơ đồ chức năng Ví dụ - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 3.5..

Sơ đồ chức năng Ví dụ Xem tại trang 60 của tài liệu.
Các trường chi tiết của các bảng dữ liệu như sau: - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

c.

trường chi tiết của các bảng dữ liệu như sau: Xem tại trang 64 của tài liệu.
IV.3. Thiết kế các màn hình giao diện của phần mềm - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

3..

Thiết kế các màn hình giao diện của phần mềm Xem tại trang 65 của tài liệu.
Hình 4.2. Màn hình Lý thuyết - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 4.2..

Màn hình Lý thuyết Xem tại trang 67 của tài liệu.
Hình 4.3. Màn hình Bài tập - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 4.3..

Màn hình Bài tập Xem tại trang 68 của tài liệu.
Hình 4.4. Màn hình Ví dụ - Cung cấp các ví dụ minh hoạ cho phần lý thuyết. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 4.4..

Màn hình Ví dụ - Cung cấp các ví dụ minh hoạ cho phần lý thuyết Xem tại trang 69 của tài liệu.
Hình 4.5. Màn hình cập nhật, thay đổi đề mục - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 4.5..

Màn hình cập nhật, thay đổi đề mục Xem tại trang 70 của tài liệu.
Hình 4.6. Màn hình cập nhật, thay đổi chi tiết của bài học, đề mục - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

Hình 4.6..

Màn hình cập nhật, thay đổi chi tiết của bài học, đề mục Xem tại trang 71 của tài liệu.
Chương trình được thiết kế hiển thị tốt nhất với độ phân giải màn hình là 800 x 600. - Xây dựng chương trình hỗ trợ giảng dạy môn học xử lý ảnh

h.

ương trình được thiết kế hiển thị tốt nhất với độ phân giải màn hình là 800 x 600 Xem tại trang 72 của tài liệu.

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan