ĐỒ ÁN 3

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SÔ

1


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ............................................................................................VI
DANH MỤC BẢNG BIỂU...............................................................................................VII
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT................................................................................VIII
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI...................................................................................1
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH SÔ...........................................................2
2.1

GIỚI THIỆU.................................................................................................................2

2.2

ANH SÔ.́ .....................................................................................................................4

2.2.1

Định nghĩa ảnh sô.............................................................................................4

2.2.2

Điểm ảnh...........................................................................................................4

2.2.3

Độ phân giải của ảnh........................................................................................4

2.2.4

Mức xám của ảnh..............................................................................................4

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ HỆ THÔNG...............................................................................5
3.1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DIỆN BIỂN SÔ.́ .................................................................5

3.1.1

Quá trình tách biển sô.......................................................................................6

3.1.2

Quá trình tách kí tư.........................................................................................10

3.1.3

Quá trình nhận dạng kí tư...............................................................................12

3.2

THIẾT KẾ GIAO DIỆN GUI........................................................................................13

3.2.1

Giao diện GUI.................................................................................................13


CHƯƠNG 4. MÔ PHỎNG.................................................................................................15
4.1

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG................................................................................................15

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN..................................................................................................18
5.1

KẾT LUẬN................................................................................................................18

5.2

HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................................................................18

TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................19
PHỤ LỤC

........................................................................................................................20

2


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
HÌNH 2-1: CÁC BƯỚC CƠ BAN TRONG XỬ LÝ ANH[1]....................................2
HÌNH 3-1: SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG....................................................................5
HÌNH 3-2: GIAI THUẬT CẮT VÙNG BIỂN SỐ....................................................6
HÌNH 3-3: ANH TRƯỚC KHI TĂNG ĐỘ TƯƠNG PHAN...................................7
HÌNH 3-4: ANH SAU KHI TĂNG ĐỘ TƯƠNG PHAN.........................................8
HÌNH 3-5: ANH NHỊ PHÂN...................................................................................8

HÌNH 3-6: PHÂN VÙNG CÁC VÙNG TRẮNG.....................................................9
HÌNH 3-7: BIỂN SỐ SAU KHI CẮT......................................................................9
HÌNH 3-8: GIAI THUẬT TÁCH KÍ TƯ................................................................10
HÌNH 3-9: BIỂN SỐ..............................................................................................10
HÌNH 3-10: QUÁ TRÌNH NHỊ PHÂN VÀ ĐAO GIÁ TRỊ PIXEL.......................11
HÌNH 3-11: PHÂN VÙNG KÍ TƯ.........................................................................11
HÌNH 3-12: CÁC KÍ TƯ ĐÃ CẮT........................................................................11
HÌNH 3-13: FILE M...............................................................................................13
HÌNH 3-14: GIAO DIỆN GUI...............................................................................14
HÌNH 3-15: THIẾT LẬP THUỘC TÍNH...............................................................14
HÌNH 4-1: KẾT QUA NHẬN DẠNG BIỂN SỐ PHÍA TRƯỚC Ô TÔ.................15
HÌNH 4-2: KẾT QUA NHẬN DẠNG BIỂN SỐ PHÍA SAU Ô TÔ.......................16
HÌNH 4-3: KẾT QUA NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE MÁY...................................17

3


DANH MỤC BẢNG BIỂU

4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BMP: Bitmap Picture
GIF: Graphics Interchange Format
GUI: Graphical User Interface
PNG: Portable Network Graphics
TIFF: Tagged Image Format File
JPEG: Joint Photographic Expert Group


5


ĐỒ ÁN 3
Trang 1/26

CHƯƠNG 1.

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Đề tài làm về: Hiện nay nhu cầu đi lại đang tăng lên rất cao vậy nên sự gia tăng số
lượng phương tiện tham gia giao thông cũng tăng theo, thì việc quản lí các phương
tiện cũng đòi hỏi phải được quan tâm. Thế nên để giải quyết vấn đề này thì hệ thống
nhận diện biến số xe đã ra đời.
Ở nước ta hiện nay dùng xe máy và ô tô khá phổ biến nên đề tài này sẽ xử lý biển số
xe máy và ô tô.
Yêu cầu đề tài:
 Tìm hiểu về ảnh số.
 Tìm hiểu về Digital Image Processing Tool trên Matlab
 Lập trình viết giao diện trên Matlab mô phỏng từ các ảnh có sẵn và ảnh tự
chụp, yêu cầu xử lý phân biệt được biển số xe máy và ô tô, nhận diện được
nội dụng của biển số
 Hoàn chỉnh và viết báo cáo
Cấu trúc cuốn báo cáo:







Chương 1: Giới thiệu đề tài
Chương 2: Tổng quan về xử lý ảnh số
Chương 3: Thiết kế hệ thống
Chương 4: Mô phỏng
Chương 5: Kết luận

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 2/26

CHƯƠNG 2.

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH SÔ

2.1 Giới thiệu
Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ. Xử lý ảnh gồm 4 lĩnh
vực chính:
 Xử lý nâng cao chất lượng ảnh
 Nhận dạng ảnh
 Nén ảnh và truy vấn ảnh.
Xử lý ảnh được áp dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống như: nhận diện bảng số xe,
photoshop, nén ảnh, nén video, nhận dạng khuôn mặt, ảnh y tế…

Thu
nhân
ảnh

Tiền xử

lý ảnh

Phân
đoạn
ảnh

Biểu
diễn và
mô tả

Cơ sở tri
thức
Hình 2-1: Các bước cơ bản trong xử lý ảnh[1]

Khối thu nhận ảnh:

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ

Nhân
dạng và
nôi suy


ĐỒ ÁN 3
Trang 3/26

Nhận ảnh màu hoặc đen trắng từ camera. Anh nhận qua camera là ảnh tương tự,
chất lượng của một ảnh thu nhận được phụ thuộc vào thiết bị thu, vào môi trường.
Khối tiền xử lý:
Anh có thể nhiễu độ tương phản thấp nên cần đưa vào bộ tiền xử lý để nâng cao

chất lượng. Khối tiền xử lý có chức năng là lọc nhiễu và nâng độ tương phản để làm
ảnh rõ hơn, nét hơn.
Khối phân đoạn ảnh:
Phân đoạn ảnh là tách một ảnh đầu vào thành các vùng thành phần để biểu diễn
phân tích, nhận dạng ảnh. 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 của ảnh phụ thuộc rất nhiều
vào phần này.
Khối biểu diễn ảnh:
Anh sau phân đoạn chứa các điểm ảnh của vùng ảnh cộng với mã liên kết với các
vùng lân cận.
Khối nhận dạng và nội suy ảnh:
Nhận dạng ảnh là quá trình xác định ảnh. Quá trình này thu được bằng cách so sánh
với mẫu chuẩn đã được lưu từ trước. Nội suy là phán đoán theo ý nghĩa trên cơ sơ
nhận dạng. Một số đối tượng nhận dạng khá phổ biến như: nhận dạng kí tự, nhận
dạng văn bản, nhận dạng vân tay, nhận dạng mặt người…
Khối cơ sở tri thức:
Trong nhiều khâu xử lý và phân tích ảnh ngoài việc đơn giản hóa các phương pháp
toán học đảm bảo tiện lợi cho xử lý, mong muốn bắt chước quy trình tiếp nhận và
xử lý ảnh theo cách của con người. Trong các bước xử lý, nhiều khâu hiện nay đã
xử lý theo các phương pháp trí tuệ con người. Nên các cơ sơ tri thức được phát
huy.

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 4/26

2.2 Ảnh số
2.2.1


Định nghĩa ảnh số

Anh số là tập hợp các điểm ảnh với mức xám phù hợp dùng để mô tả ảnh gần với
ảnh thật.
2.2.2

Điểm ảnh

Gốc của ảnh là ảnh liên tục về không gian và độ sáng, để xử lý ảnh cần phải được số
hóa. Số hóa ảnh là sự biến đổi gần đúng một ảnh liên tục thành một tập điểm phù
hợp với ảnh thật về trí và độ sáng, mỗi điểm như vậy gọi là điểm ảnh hay gọi tắt là
pixel, mỗi pixel ứng với cặp tọa độ(x, y).
2.2.3

Độ phân giải của ảnh

Độ phân giải của ảnh là mật độ điểm ảnh được ấn định trên một ảnh số được hiển
thị.
2.2.4

Mức xám của ảnh

Mức xám của điểm ảnh là cường độ sáng của nó được gán bằng giá trị số tại điểm
đó, các giá trị mức xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256. 256 là mức phổ dụng.

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3

Trang 5/26

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ HỆ THÔNG

3.1 Thiết kế hệ thống nhận diện biển số

Hình 3-2: Sơ đồ khối hệ thống

 Tách biển số
Anh sau khi được chụp từ camera, ảnh tiếp tục được xử lý và bị cắt chỉ còn vùng
chứa biển số.
 Tách kí tự
Sau khi cắt được ảnh chứa vùng biển số, tiếp tục cắt các kí tự trong vùng biển số đó.
 Nhận diện kí tự
Các kí tự sau khi được cắt tiếp tục đi so sánh với các mẫu có sẵn.
 Xuất thông tin dữ liệu
Nếu các kí tự bị cắt giống với các kí tự có sẵn thì sẽ hiển thị ra dưới dạng text.

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 6/26

3.1.1

Quá trình tách biển số


Hình 3-3: Giải thuật cắt vùng biển số

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 7/26

3.1.1.1Tinh chỉnh ảnh
 Tăng tương phản ảnh là một bước tinh chỉnh đơn giản nhưng rất cần thiết.
Mục đích của việc tăng tương phản bức ảnh là làm cho ảnh trơ nên trong trẻo
hơn, giảm bớt nhiễu hệ thống gây ra.

Hình 3-4: Ảnh trước khi tăng độ tương phản

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 8/26

Hình 3-5: Ảnh sau khi tăng độ tương phản

3.1.1.2Tìm vùng trắng
 Biến đổi ảnh đầu vào thành ảnh nhị phân

Hình 3-6: Ảnh nhị phân

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ



ĐỒ ÁN 3
Trang 9/26

 Loại bỏ các vùng trắng có diện tích nhỏ hơn 3000 pixel và dò tìm các vùng
trắng.

Hình 3-7: Phân vùng các vùng trắng

3.1.1.3Cắt vùng chứa biển số
 Tính tỉ lệ chiều cao trên chiều ngang
 Cắt vùng chứa biển số

Hình 3-8: Biển số sau khi cắt

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 10/26

3.1.2

Quá trình tách kí tư

Hình 3-9: Giải thuật tách kí tư

3.1.2.1Ảnh RGB chứa biển số

Hình 3-10: Biển số


XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 11/26

3.1.2.2Nhị phân ảnh đảo giá trị pixel
 Quá trình nhị phân ảnh sẽ cho ra ảnh có các kí tự màu đen và nền màu
trắng, việc nhận biết sẽ nhận được vùng trắng vậy nên ta cần đảo giá trị
pixel làm cho nền có màu đen và chữ có màu trắng để dể dàng tìm ra vùng
trắng chính là vùng chứa biển số.

Hình 3-11: Quá trình nhị phân và đảo giá trị pixel

3.1.2.3Tìm vùng trắng
 Loại bỏ các vùng trắng có diện tích nhỏ hơn 100 pixel.
 Khoanh vùng các vùng trắng chứa kí tự.

Hình 3-12: Phân vùng kí tư

3.1.2.4Cắt vùng chứa các kí tư
 Tính tỉ lệ chiều cao trên chiều ngang
 Tính tỉ lệ diện tích kí tự trên diện tích bảng số

Hình 3-13: Các kí tư đã cắt

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ



ĐỒ ÁN 3
Trang 12/26

3.1.3

Quá trình nhận dạng kí tư

3.1.3.1Phương pháp so khớp mẫu:
 Đối với phương pháp này mỗi kí tự sẽ có một tập ma trận kí tự mẫu. Quá
trình nhận dạng dựa trên sự so khớp giữa ma trận ảnh kí tự cần nhận dạng
với các ma trận ảnh mẫu. Kết quả cuối cùng nhận được có tỉ lệ trùng khớp là
cao nhất.
 Khâu nhận dạng ký tự cũng là bước cuối cùng trong phần mềm xử lý ảnh
biển số xe kết quả đầu ra tương ứng với kết quả mong muốn đó là biển số xe
dưới dạng text “51A17556”

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 13/26

3.2 Thiết kế giao diện GUI
3.2.1

Giao diện GUI

 Song song với việc tạo ra một giao diện .fig là một file .m. Nó chứa các nội
dung liên quan đến giao diện.


Hình 3-14: File m

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 14/26

Hình 3-15: Giao diện GUI

 Các thuộc tính trong guide

Hình 3-16: Thiết lập thuộc tính

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 15/26

CHƯƠNG 4.

MÔ PHỎNG

4.1 Kết quả mô phỏng
 Chọn hình ảnh xe ô tô với vùng biển số phía trước

Hình 4-17: Kết quả nhận dạng biển số phía trước ô tô

 Đánh giá: kết quả nhận dạng biển số xe đúng với thực tế.


XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 16/26

 Chọn ảnh xe ô tô với vùng biển số phía sau

Hình 4-18: Kết quả nhận dạng biển số phía sau ô tô

 Đánh giá: kết quả nhận dạng biển số xe đúng với thực tế.

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 17/26

 Chọn ảnh xe máy

Hình 4-19: Kết quả nhận dạng biển số xe máy

 Đánh giá: kết quả nhận dạng biển số xe đúng với thực tế.

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 18/26


CHƯƠNG 5.

KẾT LUẬN

5.1 Kết luận


Hoàn thiện mô phỏng và kết thúc đồ án với đáp ứng đủ nhiệm vụ chính.



Nhận diện được bảng số xe máy và xe ô tô.Đôi lúc có nhận diện sai vài kí tự

vì chất lượng ảnh kém.


Chỉ nhận diện được ảnh chụp vuông góc, không nhận diện được ảnh

nghiêng..
5.2 Hướng phát triển


Tìm hiểu quá trình lọc nhiễu để cho chất lượng ảnh tốt hơn..



Có thể kết hợp với camera, cảm biến để giám sát bãi giữ xe, kết hợp lữu trữ

dữ liệu trên word, exel


XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 19/26

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]

/>
[2]

Trang web của Matlab, www.mathwork.com.

[3]

PGS.TS Nguyễn Quang Hoan, Xử lí ảnh, Hà Nội 2006.

[4]

Nguyễn Đức Thành, Matlab và ứng dụng trong điều khiển, nhà xuất bản Đại

học Quốc Gia TPHCM

XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ


ĐỒ ÁN 3
Trang 20/26


PHỤ LỤC
clear all
close all;
clc
I = imread('F:\12.jpg');
figure(1);
imshow(I);
impixelinfo
anhxam = rgb2gray(I);
figure(3)
imshow(anhxam)
anhxam1 = imadjust(anhxam);
figure(4)
imshow(anhxam1)
anhnhiphan = im2bw(anhxam1);
figure(5)
imshow(anhnhiphan)
imagen = bwareaopen(anhnhiphan,3000);
figure(6)
imshow(imagen)
I4 = bwlabel(imagen); %tim cac vung mau trang(lien ket)
stats = regionprops(I4,'all');
n1=length([stats.Area]')
tam1 = cat(1,stats.Centroid) %lay toa do tam cua cac doi tuong theo truc x va y
hold on;
plot(tam1(:,1),tam1(:,2),'+r'); % danh dau tam len cac doi tuong
A1=[]; B1 = [];
Impixelinfo


XỬ LÝ ẢNH NHẬN DIỆN BIỂN SỐ