Lời nói đầu

Xử lý ảnh là một khoa học còn tương đối mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác, nhất là trên quy mô công nghiệp, song trong xử lý ảnh đã bắt đầu xuất hiện những máy tính chuyên dụng. Nhận dạng là một trong những bộ phận quan trọng của xử lý ảnh và đã được ứng dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y tế, quốc phòng, nghiên cứu vũ trụ.

Mục đích của khóa luận này là nghiên cứu và áp dụng xử lý ảnh vào việc nhận dạng tự động phiếu điều tra. Từ đó làm nền tảng cho việc xây dựng và phát triển hệ thống tổ chức điều tra.

Trong các cuộc điều tra, chúng tôi nhận thấy rằng: Việc xử lý kết quả điều tra một cách thủ công thì rất tốn công sức, khả năng nhầm lẫn cao, đặc biệt là trong các cuộc điều tra quy mô lớn. Ví dụ: trong một cuộc điều tra dân số, số phiếu điều tra lên tới hàng trăm nghìn bản. Nếu công việc xử lý kết quả điều tra được tự động hóa thì hiệu quả hơn rất nhiều.

Trên thực tế đã có một số hệ thống nhận dạng được cứng hóa phục vụ cho một số mục đích nhất định như: các máy xác định kết quả bầu cử tổng thống ở Mỹ…Và cũng có những sản phẩm phần mềm nhận dạng như : nhận dạng kết quả chấm thi trắc nghiệm…Tuy vậy, những hệ thống này mang tính đặc thù cao, khó áp dụng đồng thời cho nhiều mục đích khác nhau.

Do đó chúng tôi có ý tưởng xây dựng một hệ thống nhận dạng tự động phiếu điều tra nhằm mục tiêu có được một hệ thống nhận dạng dễ áp dụng, dùng chung, tốc độ nhanh, với độ chính xác cao.

Mặc dù tôi đã hết sức cố gắng trong việc thu thập và nghiên cứu tài liệu, tìm hiểu ngôn ngữ cài đặt nhưng thời gian không cho phép và trình độ còn hạn chế, bên cạnh đó thì tài liệu hết sức nghèo nàn nên sẽ không tránh khỏi sai sót. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự đánh giá đóng góp, bổ sung và khuyến khích của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ Thông Tin cùng các bạn để tôi có thể hoàn thành tốt khoá luận của mình.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Lê Văn Bằng cùng các thầy cô giáo trong khoa Công Nghệ Thông Tin đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện khoá luận này.

Vinh, tháng 5 năm 2006.

Sinh viên thực hiện:

Lê Văn Vinh 43 A CNTT

Tóm tắt

Xử lý ảnh là một trong những lĩnh vực có nhiều ứng dụng thiết thực trong thực tế. Khoá luận này trình bày một ứng dụng của xử lý ảnh vào tự động nhận dạng phiếu trả lời trong các cuộc điều tra xã hội.

Chúng tôi nhận thấy đây là một hệ thống có nhiều ý nghĩa thực tiễn và có khả năng ứng dụng cao.

Khoá luận trình bày về hệ thống xử lý tự động phiếu điều tra, bao gồm các nội dung sau:

Chương 1 trình bày cơ sở lý thuyết của xử lý ảnh, bao gồm các khái niệm cơ bản, các kỹ thuật thông dụng trong xử lý và nhận dạng ảnh.

Chương 2 đi sâu vào thiết kế phiếu điều tra và các thuật toán nhận dạng phiếu điều tra.

Chương 3 khái quát về các chức năng của hệ thống xử lý phiếu điều tra.

Chương 4 trình bày các kết quả thực nghiệm của quá trình thiết kế mẫu và nhận dạng phiếu trả lời câu hỏi điều tra.

Chương 5 là chương kết luận, nêu một số thành quả thu được và hướng phát triển trong tương lai của đề tài.

Mục lục

Lời nói đầu… …..... 1

CHƯƠNG 1. Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh.. 4

1.1. Tổng quan về một hệ thống xử lý ảnh….. 4

1.2. Các vấn đề cơ bản trong xử lý ảnh… 5

1.2.1. Một số khái niệm .. 5

1.2.2. Biểu diễn ảnh… 6

1.2.3. Tăng cường ảnh – khôi phục ảnh.… 7

1.2.4. Nhận dạng ảnh.. 7

1.3. Thu nhận ảnh. 8

1.3.1. Thiết bị thu nhận ảnh 8

1.3.2. Biểu diễn màu... 9

1.3.3. Hệ tọa độ màu.. 9

1.4. Các kỹ thuật xử lý ảnh cơ bản…. 10

1.4.1. Nhị phân hóa... 10

1.4.2. Khử nhiễu…... 11

1.4.3. Làm trơn biên, lấp đầy chỗ trống… 11

1.4.4. Đường thẳng Hough 12

1.4.5. Chỉnh độ nghiêng của ảnh 14

CHƯƠNG 2: Nhận dạng phiếu điều tra. 15

2.1. Mô tả bài toán….. 15

2.2. Thiết kế mẫu phiếu điều tra 15

2.3. Kỹ thuật nhận dạng chung phiếu điều tra. 19

2.3.1. Các tham số cần thiết….. 19

2.3.2. Nhận dạng đường thẳng dày.. 20

2.3.3. Chỉnh độ nghiêng… 21

2.3.4. Nhận dạng khung… 23

2.4. Kĩ thuật nhận dạng mẫu phiếu trả lời loại 1 24

2.4.1. Tách dòng 24

2.4.2. Tách ô…. 25

2.4.3. Nhận dạng ô được chọn. 26

2.5. Kĩ thuật nhận dạng mẫu phiếu trả lời loại 2….. 27

2.5.1. Tách dòng….. 27

2.5.2. Tách ô… 28

2.5.3. Nhận dạng các ô được chọn.. 29

CHƯƠNG 3:Thử nghiệm xây dựng phần mềm tổ chức điều tra 31

3.1. Mô tả một cuộc điều tra…. 31

3.1.1. Xác định mục tiêu điều tra…. 31

3.1.2. Phân loại câu hỏi điều tra 32

3.2. Xây dựng các chức năng của hệ thống tổ chức điều tra.. 34

3.2.1. Mục tiêu của hệ thống tổ chức điều tra.. 34

3.2.2. Yêu cầu kỹ thuật… 34

3.2.3. Các yêu cầu chức năng đối với hệ thống….. 35

3.2.4. Biểu đồ phân rã chức năng… 37

3.2.5. Đặc tả chi tiết các chức năng …. 39

3.2.6. Các hồ sơ tài liệu được sử dụng trong hệ thống… 40

3.2 .7. Bảng phân tích thực thể chức năng….. 41

3.2.8. Biểu đồ luồng dữ liệu mức 0. 43

3.2.9. Biểu đồ luồng dữ liệu mức 1 của tiến trình “1. Tạo phiếu điều tra”… 44

3.2.10. Biểu đồ luồng dữ liệu mức 2 của tiến trình “1.4. In phiếu điều tra, phiếu .trả lời”

45

3.2.11. Biểu đồ luồng dữ liệu mức 1 của tiến trình “2. Đọc phiếu trả lời 46

3.2.12. Biểu đồ luồng dữ liệu mức 1 của tiến trình “3. Phân tích kết quả điều ra”............................................................................................

46

CHƯƠNG 4: Thực nghiệm tạo mẫu ... 47

4.1. Thực nghiệm tạo mẫu phiếu trả lời. 47

4.1.1. Các yêu cầu của mẫu phiếu trả lời….. 47

4.1.2. Thực nghiệm tạo mẫu.. 48

4.2. Thực nghiệm xác định ngưỡng trắng…. 52

4.3. Thực nghiệm xác định các ngưỡng nhận dạng đường thẳng dày 53

4.3.1. Ngưỡng dài… 53

4.3.2. Ngưỡng nghiêng… 54

4.4. Thực nghiệm xác định các ngưỡng nhận dạng các khung…. 54

4.4.1. Ngưỡng xác định cạnh ngang trên 54

4.4.2. Ngưỡng xác định các cạnh bên… 55

4.5. Thực nghiệm nhận dạng trên mẫu phiếu trả lời loại 1… 55

4.5.1. Nhận dạng dòng…. 55

4.5.2. Nhận dạng ô.. 56

4.5.3. Nhận dạng ô được tích… 57

4.6. Thực nghiệm nhận dạng trên phiếu trả lời loại 2… 57

4.6.1. Nhận dạng dòng… 57

4.6.2. Thực nghiệm xác định ô 59

4.6.3. Nhận dạng ô được tích.. 59

4.7 Thực nghiệm nhận dạng hai loại mẫu phiếu trả lời 61

4.7.1. Thực nghiệm nhận dạng đường thẳng dày… 61

4.7.2. Thực nghiệm xoay ảnh. 62

4.7.3. Thực nghiệm nhận dạng các khung…. 62

4.7.4. Thực nghiệm nhận dạng trên mẫu phiếu trả lời loại 1 63

4.7.5 Thực nghiệm nhận dạng trên mẫu phiếu trả lời loại 2 66

4.8. So sánh kết quả thực nghiệm giữa hai loại mẫu phiếu trả lời 68

CHƯƠNG 5: Kết luận…..… 70

Phụ lục….…. 71

Tài liêụ tham khảo 75