Đang tải... (xem toàn văn)
Xem số chứng minh thư nhân dân đoán vận mệnh con người tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập...
Ứng dụng một số kỹ thuật xử lý ảnh trong phân tích chứng minh thƣ nhân dân Apply some image processing techniques in the analysis of people's identity card NXB H. : ĐHCN, 2012 Số trang 60 tr. + Lê Đức Hiếu Trƣờng Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 60 48 10 Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Ngô Quốc Tạo Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Tổng quan về phân tích ảnh tài liệu: giới thiệu về hệ thống nhân dạng ảnh tài liệu nói chung và hệ thống phân tích ảnh tài liệu nói riêng; giới thiệu các hƣớng tiếp cận trong phân tích bố cục và cấu trúc của ảnh tài liệu. Nghiên cứu một số thuật toán tiền xử lý ảnh: giới thiệu một số thuật toán tiền xử lý ảnh thƣờng đƣợc áp dụng trong hệ thống phân tích và nhận dạng ảnh tài liệu nhƣ nhị phân ảnh, căn chỉnh độ nghiêng, các toán tử hình thái. Nghiên cứu phƣơng pháp phân tích giấy chứng minh nhân dân: giới thiệu bài toán và các vấn đề cần giải quyết, từ đó áp dụng các kỹ thuật xử lý ảnh và phân tích tài liệu để phân tích ảnh chứng minh nhân dân. Tiến hành cài đặt thử nghiệm để đánh giá hiệu quả của giải pháp đƣa ra trên tập ảnh chứng minh nhân dân. Keywords: Công nghệ phần mềm; Xử lý ảnh; Thuật toán; Giấy chứng minh nhân dân Content. I. MỞ ĐẦU Nhận dạng mẫu là một ngành khoa học của học máy (hay trí tuệ nhân tạo) nhằm phân loại dữ liệu (các mẫu) vào một số lớp. Một trong những ứng dụng phổ biến hiện nay của nhận dạng mẫu là phân tích và nhận dạng ảnh tài liệu (có nguồn gốc từ hệ thống nhận dạng ký tự quang học), nhằm số hoá các trang tài liệu giấy nhƣ sách, báo, tạp chí,… Bên cạnh lớp bài toán chung ở trên còn có lớp bài toán riêng biệt cho từng ngành, từng lĩnh vực cụ thể, nhƣ: phân tích và nhận dạng bảng biểu, phiếu điều tra, mẫu điền thông tin, danh thiếp, hộ chiếu,… Đối với lớp bài toán này thì việc phân tích cấu trúc của ảnh tài liệu là đặc biệt quan trọng, bởi vì nó sẽ quyết định đến việc tách và nhận dạng chính xác các trƣờng thông tin cần thiết cho tƣờng ứng dụng. Trên thế giới đã có nhiều sản phẩm phần mềm phân tích và nhận dạng ảnh thẻ chứa thông tin cá nhân (nhƣ hộ chiếu, danh thiếp,…) và đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nhƣ: làm thủ tục hải quan, các giao dịch ở các cửa hàng, khách sạn,… Ở Việt Nam loại thẻ chứa thông tin các nhân đƣợc sử dụng nhiểu nhất là Chứng minh thƣ nhân dân (CMT), nhƣng hiện nay chƣa có một giải pháp nào đƣợc đƣa ra cho việc phân tích và nhận dạng CMT. Do đó, trong luận văn này, tôi xin đề xuất một phƣơng pháp phân tích ảnh CMT dựa trên việc phân tích và nhận dạng biểu mẫu. Luận văn gồm bốn chƣơng với các nội dung nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan về phân tích ảnh Chƣơng 2: Một số thuật toán tiền xử lý ảnh Chƣơng 3: Thuật toán phân tích chứng minh thƣ nhân dân Chƣơng 4: Cài đặt thử nghiệm và đánh giá II. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH ẢNH A. 1.1. Tổng quan về hệ thống nhận dạng Một hệ thống nhận dạng ảnh tài liệu gồm các bƣớc Xem số chứng minh thư nhân dân đoán vận mệnh người Chứng minh thư thứ mà cần dùng đến để thực quyền nghĩa vụ công dân Tuy nhiên, nhiều người số có tác dụng khác nữa, là: Đoán vận mệnh, giàu nghèo người Nếu không tin, mời bạn thử làm rõ Trong sống thường hay gặp câu hỏi như: “Con người có số mệnh hay không?”, “số mệnh từ đâu mà có” hay “có thể thay đổi số mệnh hay không?” Để lý giải cách rõ ràng câu hỏi thật dễ Bởi người sinh định sẵn khuôn hình tạo hoá thật vô lý Như không cần lao động, không cần suy nghĩ, số mệnh an tất việc tự nhiên đến Giàu có số, nghèo có số cố gắng chẳng thay đổi Phàm mệnh nghèo, dù có người giàu sang không hưởng Mệnh giàu sang dù có bắt nghèo khó lại gặp giàu sang Nói tuyên truyền thiên mệnh thay đổi, chủ trương giàu nghèo mệnh định đoạt, người nghèo cam chịu mệnh nghèo, người giàu ung dung nhàn hạ thụ hưởng sung sướng? Sự thật hiển nhiên, không suy nghĩ, không ham muốn, không lao động thành công Bằng cách hay cách khác người luôn phải làm việc, suy nghĩ để tồn phát triển đợi số phận đưa đến Chúng ta khẳng định số mệnh định sẵn Như có câu hỏi khác đặt ra, “nếu người số mệnh, không tuân theo quy luật định môn dự đoán học Tử vi lại dựa quy luật âm – dương ngũ hành để dự đoán xác việc xảy sống người?” Sau cách tính đơn giản xem số mệnh bạn nào: Đầu tiên, cộng tất số xuất CMT bạn, ví dụ: 0112277993, ta có 0+1+1+2+2+7+7+9+9+3= 41, 4+1=5 Sau đó, tiếp tục cộng VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí tất số ngày tháng năm sinh lại, theo cách trên, với người sinh ngày 2/9/1955, ta được: 2+9+1+9+5+5=31, 3+1=4 Tiếp đến, cộng hai số với nhau, 5+4=9, ta số cuối đối chiếu với kết bên Những người có số tổng 10 vui lòng “ấn” số kết bên ● 0: Mãi người đến sau Bạn sinh để làm quân, mãi người đến sau Dù bạn có giỏi giang, mạnh mẽ, động, tài ba đến số phận mỉm cười đưa bạn đến chức vị thứ hai, vĩnh viễn kẻ đứng sau người vô địch Từ nghiệp, học hành, gia đình đến chuyện yêu đương, chưa bạn nếm mùi vinh quang, chí đôi lúc rơi vào tình trạng “học tài thi phận”, thua kẻ cỏi Chính điều khiến bạn trở nên xúc, bực bội, có tâm trạng bất ổn Hãy thư giãn, mềm tính chút, đừng căng thẳng, tận hưởng đặc quyền vị quân nhìn nhận tích cực chút Đừng bi quan quá, bạn có lúc tỏa sáng không ngờ đấy! VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí ● 1: Đỏ vận triền miên Số bạn sinh để hưởng thụ may mắn, trời ban cho bạn trí thông minh người, tính cách mạnh mẽ, đoán để leo lên vị người lãnh đạo Điểm trừ đáng sợ với bạn đỏ nghiệp đen tình, bạn khó cân đối nghiệp tình yêu Muốn thành công lâu dài, điều tiên bạn phải tự xây dựng móng nhà tương lai vững Mọi việc cần từ tốn, xử lý, giải triệt để, chu toàn Đừng nôn nóng, 30 tuổi bạn có thành công nhiều người mong đợi ● 2: Quý nhân phù trợ Phải nói thật rằng, bạn lanh lẹ, tài giỏi, bạn có lực bạn hấp tấp nên làm việc cẩu thả Nhưng thật tuyệt vời bạn quý nhân phù trợ, gặp trợ ngại, trục trặc tự nhiên giải cứu Chính thế, phát huy mạnh thân vui vẻ, tích cực, tập trung làm việc, học hành Vận may mỉm cười với bạn đời tự động hóa cát thành lúc bạn bi quan Câu nói chuẩn với bạn “thánh nhân đãi kẻ khù khờ”, không tranh chòi, đấu đá, bớt bon chen bao nhiêu, bạn quý nhân cứu giúp, phò trợ nhiều nhiêu! ● 3: Nỗ lực Nếu phải dùng từ để miêu tả người bạn, mưu trí, chăm kiên định Bạn kiên trì thực việc đến cùng, với tâm lý “có công mài sắt, có ngày nên kim” Bạn nỗ lực phấn đấu cho nghiệp học hành, công việc, vượt qua thử thách, nguy nan phút chót Nhưng nhắc nhỏ rằng, làm việc gì, công tác đâu, bạn phải cần cù, trung thực, nên chút tiền tài mà ham mê lóa mắt Cũng đừng đầu tư nóng vội, lướt sóng hay nhẹ tin, số bạn không VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí phải số trúng độc đắc đâu! Nỗ lực Cuộc đời bạn phải bôn ba, trải qua nhiều thăng trầm, gian khó, người khác ung dung tự tại, nhàn nhã nhởn nhơ bạn lúc phải chật vật, vất vả ● 4: Lên voi xuống chó Dùng từ có lẽ mạnh, đời bạn phải bôn ba, trải qua nhiều thăng trầm, gian khó Người khác ung dung tự tại, nhàn nhã nhởn nhơ bạn lúc phải chật vật, vất vả với công việc, tình yêu, học hành,… Muốn ngẩng cao đầu đến cuối đường đời dài vô tận, bạn nên lạc quan, vui vẻ “sống chung với lũ” Yên chí nhé, tầm 30-40 tuổi trở ra, bạn gây dựng thành công chuyện Nhưng thời điểm khó khăn, mệt mỏi nhất, đừng chùn bước, niệm thần cố gắng gấp đôi người thường, khổ tận cam lai! ● 5: Lập nghiệp xa nhà Thời trai trẻ bạn vang danh khắp lối, tiếng dạng vừa đâu nhé, từ sau tuổi trung niên, bạn bắt đầu nghèo đi, sa sút theo cấp số nhân, thảm bại vô Đừng lao vào trò đỏ đen may rùi, bạn số làm giàu nháy mắt, chơi xúc xắc thua liên tục Trong công việc, phải giữ vững tinh thần cầu thị, làm việc cẩn thận nghiêm túc Giai đoạn từ 25–35 tuổi thời điểm vàng để bạn chạm tay tới thành công Nếu tha phương, xa nhà, trời Tây số phận thay đổi chóng mặt Tuổi già an ổn, nhiều vui buồn ● 6: Vượt lên sống Bất phải trầm trồ, thán phục nói bạn, bạn có nghị lực người Bạn bình tĩnh, điềm đạm, làm việc chắn, nói làm, làm thành công Bạn chọn việc khó, việc mà người ... 2 chữ số đầu của số Chứng minh thư nhân dân sẽ tiết lộ Hộ khẩu của bạn ở đâu Comment nhé! An Giang 35 Bà Rịa - Vũng Tàu 27 Bắc Giang 12 Bắc Kạn 09 Bạc Liêu 38 Bắc Ninh 12 Bến Tre 32 Bình Định 21 Bình Dương 28 Bình Phước 28 Bình Thuận 26 Cà Mau 38 Cần Thơ 36 Cao Bằng 08 Đà Nẵng 20 Đắk Lắk 24 Đắk Nông 26 Điện Biên 04 Đồng Nai 27 Đồng Tháp 34 Gia Lai 23 Hà Giang 07 Hà Nam 16 Hà Nội 01 Hà Tây 11 Hà Tĩnh 18 Hải Dương 14 Hải Phòng 03 Hậu Giang 36 Hòa Bình 11 Hưng Yên 14 Khánh Hòa 22 Kiên Giang 37 Kon Tum 23 Lai Châu 04 Lâm Đồng 25 Lạng Sơn 08 Lào Cai 06 Long An 30 Nam Định 16 Nghệ An 18 Ninh Bình 16 Ninh Thuận 26 Phú Thọ 13 Phú Yên 22 Quảng Bình 19 Quảng Nam 20 Quảng Ngãi 21 Quảng Ninh 10 Quảng Trị 19 Sóc Trăng 36 Sơn La 05 Tây Ninh 29 Thái Bình 15 Thái Nguyên 09 Thanh Hóa 17 Thừa Thiên Huế 19 Tiền Giang 31 TP. Hồ Chí Minh 02 Trà Vinh 33 Tuyên Quang 07 Vĩnh Long 33 Vĩnh Phúc 13 Yên Bái 06 Ứng dụng một số kỹ thuật xử lý ảnh trong phân tích chứng minh thƣ nhân dân Apply some image processing techniques in the analysis of people's identity card NXB H. : ĐHCN, 2012 Số trang 60 tr. + Lê Đức Hiếu Trƣờng Đại học Công nghệ Luận văn ThS ngành: Công nghệ thông tin; Mã số: 60 48 10 Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Ngô Quốc Tạo Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Tổng quan về phân tích ảnh tài liệu: giới thiệu về hệ thống nhân dạng ảnh tài liệu nói chung và hệ thống phân tích ảnh tài liệu nói riêng; giới thiệu các hƣớng tiếp cận trong phân tích bố cục và cấu trúc của ảnh tài liệu. Nghiên cứu một số thuật toán tiền xử lý ảnh: giới thiệu một số thuật toán tiền xử lý ảnh thƣờng đƣợc áp dụng trong hệ thống phân tích và nhận dạng ảnh tài liệu nhƣ nhị phân ảnh, căn chỉnh độ nghiêng, các toán tử hình thái. Nghiên cứu phƣơng pháp phân tích giấy chứng minh nhân dân: giới thiệu bài toán và các vấn đề cần giải quyết, từ đó áp dụng các kỹ thuật xử lý ảnh và phân tích tài liệu để phân tích ảnh chứng minh nhân dân. Tiến hành cài đặt thử nghiệm để đánh giá hiệu quả của giải pháp đƣa ra trên tập ảnh chứng minh nhân dân. Keywords: Công nghệ phần mềm; Xử lý ảnh; Thuật toán; Giấy chứng minh nhân dân Content. I. MỞ ĐẦU Nhận dạng mẫu là một ngành khoa học của học máy (hay trí tuệ nhân tạo) nhằm phân loại dữ liệu (các mẫu) vào một số lớp. Một trong những ứng dụng phổ biến hiện nay của nhận dạng mẫu là phân tích và nhận dạng ảnh tài liệu (có nguồn gốc từ hệ thống nhận dạng ký tự quang học), nhằm số hoá các trang tài liệu giấy nhƣ sách, báo, tạp chí,… Bên cạnh lớp bài toán chung ở trên còn có lớp bài toán riêng biệt cho từng ngành, từng lĩnh vực cụ thể, nhƣ: phân tích và nhận dạng bảng biểu, phiếu điều tra, mẫu điền thông tin, danh thiếp, hộ chiếu,… Đối với lớp bài toán này thì việc phân tích cấu trúc của ảnh tài liệu là đặc biệt quan trọng, bởi vì nó sẽ quyết định đến việc tách và nhận dạng chính xác các trƣờng thông tin cần thiết cho tƣờng ứng dụng. Trên thế giới đã có nhiều sản phẩm phần mềm phân tích và nhận dạng ảnh thẻ chứa thông tin cá nhân (nhƣ hộ chiếu, danh thiếp,…) và đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nhƣ: làm thủ tục hải quan, các giao dịch ở các cửa hàng, khách sạn,… Ở Việt Nam loại thẻ chứa thông tin các nhân đƣợc sử dụng nhiểu nhất là Chứng minh thƣ nhân dân (CMT), nhƣng hiện nay chƣa có một giải pháp nào đƣợc đƣa ra cho việc phân tích và nhận dạng CMT. Do đó, trong luận văn này, tôi xin đề xuất một phƣơng pháp phân tích ảnh CMT dựa trên việc phân tích và nhận dạng biểu mẫu. Luận văn gồm bốn chƣơng với các nội dung nhƣ sau: Chƣơng 1: Tổng quan về phân tích ảnh Chƣơng 2: Một số thuật toán tiền xử lý ảnh Chƣơng 3: Thuật toán phân tích chứng minh thƣ nhân dân Chƣơng 4: Cài đặt thử nghiệm và đánh giá II. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN TÍCH ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LÊ ĐỨC HIẾU ỨNG DỤNG MỘT SỐ KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH TRONG PHÂN TÍCH CHỨNG MINH THƯ NHÂN DÂN LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LÊ ĐỨC HIẾU ỨNG DỤNG MỘT SỐ KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH TRONG PHÂN TÍCH CHỨNG MINH THƯ NHÂN DÂN Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm Mã số: 60 48 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. NGÔ QUỐC TẠO Hà Nội – 2012 -4- Mục lục Lời cam đoan 2 Lời cảm ơn 3 Mục lục 4 Danh mục hình vẽ 6 Danh mục bảng biểu 8 Danh mục thuật toán 9 Mở đầu 10 Chương 1: Tổng quan về phân tích ảnh tài liệu 12 1.1. Tổng quan về hệ thống nhận dạng ảnh tài liệu 12 1.2. Phân tích ảnh tài liệu 13 1.2.1. Bố cục tự nhiên và cấu trúc lôgic 14 1.2.2. Phân loại ảnh tài liệu 15 1.3. Phân tích bố cục 16 1.3.1. Hướng tiếp cận trên-xuống 17 1.3.2. Hướng tiếp cận dưới-lên 18 1.4. Phân tích cấu trúc 19 1.5. Kết luận chương 20 Chương 2: Một số thuật toán tiền xử lý ảnh 21 2.1. Nhị phân ảnh 21 2.1.1. Phân loại các phương pháp xác định ngưỡng T 23 2.1.2. Một số phương pháp xác định ngưỡng T 23 2.1.3. Nhận xét 26 2.2. Hiệu chỉnh độ nghiêng của trang văn bản 28 2.2.1. Phương pháp dựa trên biến đổi Hough 29 2.2.2. Phương pháp láng giềng gần nhất (nearest neighbours) 31 2.2.3. Phương pháp sử dụng chiếu nghiêng (project profile) 33 2.2.4. Nhận xét 34 2.3. Các toán tử hình thái (Morphological operations) 34 2.4. Kết luận chương 37 -5- Chương 3: Phương pháp phân tích Giấy chứng minh nhân dân 38 3.1. Giới thiệu bài toán 38 3.2. Tách các trường thông tin ở mặt trước 39 3.2.1. Tiền xử lý ảnh 40 3.2.2. Tách trường Số CMND 43 3.2.3. Tách các trường thông tin còn lại 46 3.3. Tách các trường thông tin ở mặt sau 51 3.3.1. Tiền xử lý ảnh 51 3.3.2. Xác định cấu trúc bảng 52 3.3.3. Tách trường thông tin 53 3.4. Kết luận chương 54 Chương 4: Cài đặt thử nghiệm và đánh giá 55 4.1. Môi trường cài đặt 55 4.2. Dữ liệu kiểm thử 55 4.3. Kết quả thực nghiệm 55 4.4. Đánh giá 56 Kết luận 58 Tài liệu tham khảo 59 -6- Danh mục hình vẽ Hình 1. 1 Sơ đồ hệ thống nhận dạng 12 Hình 1. 2 Ví dụ ảnh tài liệu có bố cục phức tạp 14 Hình 1. 3 Sơ đồ hệ thống phân tích bố cục và cấu trúc ảnh tài liệu 15 Hình 1. 4 Các loại ảnh tài liệu 16 Hình 1. 5 Hình chiếu ngang và dọc của ảnh tài liệu 17 Hình 1. 6 Thuật toán whitespace 18 Hình 1. 7 Thuật toán Docstrum 19 Hình 1. 8 Thuật toán Voronoi 20 Hình 2. 1 Nhị phân ảnh 22 Hình 2. 2 So sánh các phương pháp nhị phân ảnh đối với có độ sáng thay đổi 27 Hình 2. 3 So sánh các phương pháp nhị phân ảnh đối với ảnh Chứng minh nhân dân 28 Hình 2. 4 Biến đổ Hough 30 Hình 2. 5 Phương pháp láng giếng gần nhất 32 Hình 2. 6 Phương pháp chiếu nghiêng 33 Hình 2. 7 Phần tử cấu trúc 3x3 34 Hình 2. 8 Phép giãn ảnh với phần tử cấu trúc 3x3 35 Hình 2. 9 Phép co ảnh với phần tử cấu trúc 3x3 36 Hình 2. 10 Phép toán opening 36 Hình 2. 11 Phép toán closing 37 Hinh 3. 1 Mẫu “Giấy Chứng minh nhân dân” 38 Hinh 3. 2 Vùng thông tin cần tách ở mặt trước CMND 39 Hinh 3. 3 Tiền xử lý ảnh mặt trước CMND 41 Hinh 3. 4 Xác định vùng Số CMND 44 Hinh 3. 5 Phân đoạn vùng Số CMND 45 Hinh 3. 6 Mặt nạ dòng mặt trước 47 Hinh 3. 7 Xoá phần tiêu đề 49 Hinh 3. 8 Kết quả lấy lại các ký tự bị mất 50 Hinh 3. 9 Các vùng thông tin cần tách ở mặt sau 51 Hinh 3. 10 Tiền xử lý mặt sau CMND 52 -7- Hinh 3. 11 Xác định cấu trúc bảng 53 Hình 4. 1 So khớp khối đúng và khối tách được 56 Hình 4. 2 Trường hợp tách bị lỗi 57 -8- Danh mục bảng biểu Bảng 2. 1 So sánh phương pháp Niblack và Otsu 28 Bảng 3. 1 Đặc trưng các trường thông tin ở mặt trước CMND 40 Bảng 4. 1 Kết quả phân tích ảnh CMND 56 -9- Danh mục thuật toán Thuật toán 2.1. Nhị phân ảnh 21 Thuật toán 2.2. Phương pháp phân ngưỡng Niblack 23 Thuật toán 2.3. Phương pháp phân ngưỡng Otsu 25 Mẫu CM4 1. TỈNH/THÀNH PHỐ TỜ KHAI CHỨNG MINH NHÂN DÂN 3. Số………… 2 5. Họ tên (1) Nam/nữ 6. Tên gọi khác: 7. Sinh ngày:……/……/……tại 8. Nguyên quán: 9. Nơi ĐKHK thường trú: 10. Nghề nghiệp, nơi làm việc: 11.Dân tộc: 12. Tôn giáo: 13.Trình độ học vấn: 14. Họ tên cha: 15. Họ tên mẹ: 16. Họ tên vợ, chồng: 17. Chứng minh nhân dân cũ số cấp ngày nơi cấp 18. Dấu vết riêng và dị hình: ……, ngày…….tháng…….năm 20 NGƯỜI KHAI KÝ TÊN (Ký, ghi rõ họ và tên) _________________________ (1)Viết chữ in hoa đủ dấu. Ảnh 3 x 4 Ngón trỏ trái Ngón trỏ phải