iNetDoc

کامل ترین منبع دانلود مقاله و تحقیق

پردازش تصویر در هوش مصنوعی به صورت 3بعدی

نوع : word - قیمت :15000 تعداد صفحه : 70

بخشی از پروژه : 

پردازش تصویر در هوش مصنوعی به صورت 3بعدی

در اين پايان نامه سعي شده است كاربرد هاي مختلف پردازش تصوير كه از جمله كاربرد در صنعت، هواشناسي، شهرسازي، كشاورزي، علوم نظامي و امنيتي، نجوم، فضانوردي، پزشكي، فناوري هاي علمي، باستان شناسي، تبليغات، سينما، اقتصاد، روانشناسي و زمين شناسي مي باشد مختصراً مورد بحث قرار گيرد. چگونگي پردازش بر روي تصاوير و تكنيك ها و فيلترهايي كه بر روي يك تصوير اعمال مي شود و اين كه چگونه مي توان ميزان روشنايي يك تصوير را به كمك تكنيك هيستوگرام افزايش يا كاهش داد و فيلتر هاي بالا گذر و پايين گذر چه ويژگي هايي از تصوير را براي ما ملموس خواهد كرد بيان ميشود و در نهايت با استفاده از همين هيستوگرام و اعمال فيلتر هاي مختلف براي پيدا كردن لبه به يكي از كاربرد هاي آن كه تشخيص پلاك خودرو مي باشد پرداخته مي شود كه نشان مي دهد اين تكنيك براي تصاوير با كنتراست متفاوت و تشخيص اشيا در آنها بسيار مفيد مي باشد. اين روش بر روي 50 تصوير مختلف از نظر پس زمينه، فاصله و زاويه ديد مورد آزمايش قرار گرفته است، كه از اين ميان 54 پلاك به درستي شناسايي شده است، به عبارتي نرخ خواندن صحيح پلاك 90% محاسبه مي شود  .

 

واژگان کلیدی

تصویر سه بعدی، تصویر، پردازشگر، روشنایی، هوش مصنوعی.

چكيده ‌و

مقدمه: 1

1-1 كاربردهاي پردازش تصوير: 3

1-1-1 صنعت: 3

2-1-1 هواشناسي: 3

4-1-1 كشاورزي: 4

5-1-1 علوم نظامي و امنيتي: 5

6-1-1 نجوم و فضا نوردي: 5

7-1-1 پزشكي: 6

8-1-1 فناوري هاي علمي: 6

9-1-1  باستان شناسي: 7

10-1-1 تبليغات: 7

12-1-1 اقتصاد: 8

13-1-1 روانشناسي: 8

14-1-1 زمين شناسي : 9

فصل دوم. 10

1-2 پردازش تصوير. 11

1-1-2 مرحله اول ( دريافت تصوير ورودي ): 11

2-1-2مرحله دوم ( پيش پردازش تصوير ): 11

3-1-2 مرحله سوم ( پردازش تصوير ): 11

4-1-2 مرحله چهارم ( آناليز تصوير ): 12

2-2 انواع پردازش تصوير: 12

3-2 مقادير پيكسل ها: 12

جدول 1: مقايسه انواع تصوير بر اساس تعداد بيت.. 13

4-2 دقت تصوير: 13

5-2 روش هاي پردازش تصاوير. 14

1-5-2 بخش بندي سطح خاكستري ( Gray-Level Slicing ): 14

شكل 1: نحوه نگاشت مقادير  پيكسله ي تصوير ورودي.. 14

شكل 2: نحوه نگاشت مقادير پيكسله ي تصوير خروجي.. 15

6-2 عمليات مختلف بر روي تصاوير: 15

1-6-2 جمع دو تصوير: 15

3-6-2 مكمل كردن تصوير: 17

شكل 5: نحوه پياده سازي عملگر مكمل.. 18

4-6-2 ميانگين گيري از تصوير: 19

شكل 6: نحوه پياده سازي عملگر ميانگين.. 19

:( Image restoration)5-6-2  ترميم تصوير. 21

6-6-2 نواري شدن(باندي شدن): 21

7-6-2 خطوط از جا افتاده ( خطا در تصوير): 21

7-2 هيستوگرام تصوير: 21

شكل 7: تصوير دانهه ي برنج.. 22

شكل 8: نمودار هيستوگرام دانهه ي برنج.. 22

1-7-2 بالا بردن دقت عكس: 22

شكل 9: يك نمونه نمودار هيستوگرام. 23

2-7-2 ارتقاي تصوير و عملگر كانولوشن: 23

شكل 10: ماسك اعمال شده بر روي پيكسله 24

3-7-2 تعديل هيستوگرام: 24

شكل 12: تصوير خروجي پس از تعديل هيستوگرام       شكل 11: تصوير ورودي و هيستوگرام آن. 24

4-7-2 افزايش تباين از طريق امتداد اعداد ( DN) پيكسلها: 25

شكل 13: عمل كشش خطي.. 25

8-2 فيلتر كردن تصوير: 25

شكل 14: پيكسل هاي تيز و آرام. 26

شكل 15: تصوير با نويز فلفل نمكي.. 26

شكل 16: تصوير با اعمال فيلتر تيز كننده 27

1-8-2 اعمال فيلتر تصوير در MATLAB: 28

2-8-2 ايجاد فيلتر دلخواه: 28

3-8-2 طراحي فيلتر: 28

جدول2: انواع فيلتر. 28

4-8-2 طراحي فيلتر ميانگين ماتريس مربعي: 29

5-8-2 طراحي فيلتر ميانگين با ماتريس گرد: 30

شكل 17: فيلتر disk.. 30

6-8-2 طراحي فيلتر پايين گذر گوسي: 30

7-8-2 طراحي فيلتر لاپلاس: 31

شكل 19: فيلتر لاپلاس... 31

8-8-2 طراحي فيلتر لاپلاس از روش حذف گوس: 31

9-8-2 طراحي فيلتر حركت دهنده: 32

10-8-2 طراحي فيلتر تقويت لبه: 32

شكل 21: فيلتر تقويت لبه prewitt. 33

11-8-2 طراحي فيلتر لبه افقي و عمودي: 33

شكل 22: فيلتر تقويت لبه sobel. 33

12-8-2  فيلتر افزايش دهنده شدت نور و لبه ها: 33

شكل 23: فيلتر افزايش دهنده شدت نور unsharp. 34

فصل سوم. 35

1-3 كاربردهاي هيستوگرام در پردازش تصوير. 36

3-1-3 تاثير تكنيكهاي پيش پردازش در افزايش دقت تناظر يابي عكسي: 37

4-1-3 استخراج نواحي شامل متن و تفكيك متن به حروف: 38

شكل 24: نمونه اي از كاربرد ocr. 38

2-3 پيش پردازش تصوير. 40

3-3 فوكوس خودكـار دوربين هاي ديجيتالي: 40

4-3 تشخيص چهره: 41

5-3 تشخيص پلاك خودرو: 41

فصل چهارم. 43

1-4 تشخيص پلاك خودرو. 44

1-1-4 تشخيص محل پلاك: 45

شكل 25: مراحل تشخيص پلاك.. 46

شكل 26: تصوير سطح خاكستري ورودي.. 47

2-1-4 فيلتر گوسين: 47

3-1-4 پيدا كردن لبههاي عمودي: 47

4-1-4 تحليل هيستوگرام: 48

شكل 27:  (الف) ماسك عمودي سوبل، (ب) ماسك افقي سوبل.. 48

شكل 28: نتيجه عمل لبه يابي.. 48

شكل 29: نمودار هيستوگرام تصوير. 49

5-1-4 پيدا كردن محل كانديد پلاك: 49

شكل 30: تصوير كانديد به دست آمده از تصوير لبه. 49

شكل 31: تصوير حاصل شده پس از حذف نواحي خارج از محدوده 49

6-1-4 سايش تصوير: 49

شكل 32: تصوير حاصل شده پس از سايش و گسترش افقي.. 50

شكل 33: تصوير حاصل شده از پر كردن حفره هاي احتمالي.. 51

شكل 34: محل تقريبي پلاك  پر كردن حفره هاي احتمالي: 51

8-1-4گسترش عمودي تصوير: 51

شكل 35: تصوير حاصل شده پس از گسترش عمودي.. 52

9-1-4  استخراج پلاك: 52

شكل 36: پيدا شدن محل پلاك.. 52

شكل37: پلاك استخراج شده از كل26. 52

10-1-4 جداسازي كاراكترها: 52

شكل 38: هيستوگرام پلاك استخراج شده 53

شكل 39: كاراكترهاي جداشده 53

11-1-4 شناسايي كاراكترها: 53

12-1-4 شبيه سازي: 54

فصل پنجم. 56

1-5 نتيجه گيري: 57

مراجع: 58

 

 

مقدمه:

امروزه با گسترش روز افزون روشهاي مختلف اخذ اطلاعات گسسته مانند پويشگرها و دوربينهاي ديجيتالي، پردازش تصوير كاربرد فراواني يافته است. تصاوير حاصله از اين اطلاعات همواره كم و بيش همراه مقداري نويز بوده و در مواردي نيز داراي مشكل محوشدگي مرزهاي نمونه هاي داخل تصوير مي باشند كه موجب كاهش وضوح تصوير دريافتي مي گردند. مجموعه عمليات و روش هايي كه به منظور كاهش عيوب و افزايش كيفيت ظاهري تصوير مورد استفاده قرار مي گيرد، پردازش تصوير ناميده مي شود. اگر چه حوزه هاي كار با تصوير بسيار وسيع است ولي عموماً محدوده مورد توجه در چهار زمينه ي بهبود كيفيت ظاهري (Enhancement)، بازسازي تصاوير مختل شده (Restoration)، فشردگي و رمزگذاري تصوير (Compression and Coding) و درك تصوير توسط ماشين (Understanding) متمركز مي گردد.   

بهبود تصاوير شامل روش هايي مثل استفاده از فيلتر محو كننده و افزايش تضاد براي بهتر كردن كيفيت ديداري تصاوير و اطمينان از نمايش درست آنها در محيط مقصد است. بينايي ماشين به روشهايي مي پردازد كه به كمك آنها مي توان معني و محتواي تصاوير را درك كرد تا از آنها در كارهايي چون رباتيك و محور تصاوير استفاده شود. پردازش تصوير از هر دو جنبه نظري و عملي پيشرفت هاي چشم گيري داشته است و بسياري از علوم به آن وابسته اند.

 

 

-1 كاربردهاي پردازش تصوير:   

زمينه هاي مختلف كاربرد پردازش تصوير عبارتند از صنعت، هواشناسي، شهرسازي، كشاورزي، علوم نظامي و امنيتي ،نجوم و فضا نوردي، پزشكي، فناوري هاي علمي، باستان شناسي، تبليغات، سينما، اقتصاد، روانشناسي و زمين شناسي كه در ادامه درباره هر كدام مختصراً بحث شده است(استرانگ گیلبرت 2005).   

 

1-1-1 صنعت:

امروزه كمتر كارخانه پيشرفت هاي وجود دارد كه بخشي از خط توليد آن توسط برنامه هاي هوشمند بينايي ماشين كنترل نشود. خطاي بسيار كم، سرعت زياد، هزينه نگهداري بسيار پايين، عدم نياز به حضور اپراتور 24 ساعته و خيلي مزاياي ديگر باعث شده كه صنايع و كارخانه ها به سرعت به سمت پردازش تصوير و بينايي ماشين روي بياورند. دستگاهي ساخته شده كه قادر است كيك هاي پخته را از كيك هايي كه نياز به پخت مجدد دارند، تشخيص دهد و آنها را به صورت اتوماتيك به بسته بندي بفرستد و كيك هايي كه نياز به پخت دارند را دوباره براي پختن ارسال كند.   يكي ديگر از دلايل استفاده از بينايي ماشين قابليت ديدن و اندازه گيري محصولاتي است كه ديدن يا اندازه گيري آنها با چشم غير مسلح غير ممكن است .عناصر تشكيل دهنده يك سيستم بينايي ماشين نرم افزار هوشمند بينايي است كه ورودي خود را از دوربين هاي نصب شده در بخش هاي مختلف خط توليد مي گيرد و بر اساس تصاوير دريافتي دستورات لازم براي كنترل ماشين هاي صنعتي را صادر مي كند. پردازش تصوير در تشخيص دماي كوره هايي كه هيچ وسيله ي مكانيكي و الكترونيكي تحمل دماي آنها را ندارد، كاربرد دارد. دوربين هاي حرارتي مي توانند مشكل بخشي از سازه ي مورد نظر را تشخيص دهند. (استرانگ گیلبرت 2005)   

2-1-1 هواشناسي:

از آنجايي كه در علم هواشناسي تشخيص و پيش بيني آب و هوا اكثراً از طريق تصاوير هوايي و ماهوارهاي انجام مي گيرد، پردازش تصوير در اين علم كاربرد زيادي دارد و دقت و سرعت پيش بيني آب و هوا و طوفان ها را بسيار بالا مي برد. جبهه هاي پرفشار، كم فشار، گردبادها و گرداب هاي بوجود آمده در سطح كره زمين را مي توان مشاهده كرد.   

 

3-1-1 شهرسازي:

با مقايسه عكس هاي مختلف از سالهاي مختلف يك شهر مي توان ميزان گسترش و پيشرفت آن را مشاهده كرد.           

كاربرد ديگر پردازش تصوير مي تواند در كنترل ترافيك باشد. با گرفتن عكس هاي هوايي از زمين ترافيك هر قسمت از شهر مشخص مي شود.   

قبل از ساختن يك شهر مي توان آن را توسط كامپيوتر شبيه سازي كرد كه به صورت دو بعدي از بالا و حتي به صورت سه بعدي از ديدهاي مختلف، يك شهرك چطور ممكن است به نظر برسد. تصاوير ماهوارهاي كه از شهرها گرفته مي شود، ميتواند توسط فيلترهاي مختلف پردازش تصوير فيلتر شود و اطلاعات مختلفي از آن استخراج شود. به طور مثال اين كه شهر در چه قسمت هايي داراي ساختمان ها، آب ها يا راه هاي بيشتري است و همين طور مي توان جاده هايي كه داخل يا خارج از شهر كشيده شده اند را تحليل كرد(استرانگ گیلبرت 2005).     .

 

4-1-1 كشاورزي:

اين علم در بخش كشاورزي معمولاً در دو حالت كاربرد دارد. يكي در پردازش تصاوير گرفته شده از ارتفاعات بالا مثلاً از هواپيما و ديگري در پردازش تصاوير نزديك به زمين.   در تصاوير دور به عنوان مثال مي توان تقسيم بندي اراضي را تحليل كرد .همچنين مي توان با مقايسه تصاوير دريافتي در زمانهاي متفاوت ميزان صدمات احتمالي وارد به محيط زيست را ديد. به عنوان مثال مي توان برنامه اي نوشت كه با توجه به محل رودخانه ها و نوع خاك مناطق مختلف، به صورت اتوماتيك بهترين نقاط براي كشت محصولات مختلف را تعيين مي كند. تصاوير نزديك هم در ساخت ماشين هاي هرز چين اتوماتيك كاربرد دارد. امروزه ماشين هاي بسيار گران قيمت كشاورزي وجود دارند كه مي توانند علف هاي هرز را از گياهان تشخيص بدهند و به صورت خودكار آنها را نابود كنند. براي مثال يكي از پروژه هاي جالب در بخش كشاورزي، تشخيص خودكار گل زعفران براي جداسازي پرچم قرمز رنگ آن بوده است. اين پردازش توسط نرم افزار ®Stigma detection انجام گرفته است(فریبرزمحمودی، امیرمسعود افتخاری مقدم 1382).   

 

5-1-1 علوم نظامي و امنيتي:      

پردازش تصوير بخصوص بينايي هوشمند، كاربردهاي بسياري را در علوم نظامي و امنيتي دارند و اين كاربرد براي دولت اكثر كشورها بسيار مهم است. به عنوان مثال موشك هدايت شونده خودكاري وجود دارد كه مي تواند در روي يك ساختمان قفل كند و حتي مي تواند به درز بين در و ديوار آن ساختمان كه حساس ترين جاي ساختمان است به راحتي نفوذ كند. اين موشك به صورت اتوماتيك اين قسمت را شناسايي كرده و به سمت آن حمله مي كند. در مسائل امنيتي هم كاربرد پردازش تصوير كاملاً در زندگي ما مشهود است.  دوربين هايي كه به صورت اتوماتيك از ماشين هايي كه تخلف رانندگي انجام مي دهند عكس برداري مي كند.   از سيستم هاي امنيتي ديگر مي توان سيستم تشخيص اثر انگشت اتوماتيك را نام برد. در لپ تاپهاي جديد قابليت finger print به آنها اضافه شده و مي تواند صاحب لپ تاپ را توسط اثر انگشت شناسايي كند. كد امنيتي ديگري كه هميشه همراه انسان حمل مي شود، چشم انسان است. دانشمندان ثابت كرده اند كه پترنهاي  ((Pattern موجود در مردمك چشم هر انسان منحصر به فرد است و هيچ دو فردي در دنيا وجود ندارند كه پترنهايي كه در مردمك چشم آنها وجود دارد دقيقاً مثل هم باشد. از همين روش براي شناخت افراد و سيستم هاي امنيتي استفاده مي شود(کاوه کیان مجد 1388).

در كل اين خواص بيومتريك در انسان بسيار زياد است. عرض و طول صورت، فاصله بين انگشتان دست، طول و عرض انگشت ها، فاصله ي بندها از يكديگر و حتي خط هاي كشيده شده كف دست و هزاران خاصيت ديگر، تماماً خصوصياتي هستند كه براي انسانها منحصر به فرد هستند. دوربين هايي وجود دارند كه به صورت ديد در شب، قادر هستند چيزهايي را كه ما نمي بينيم، ببينند و پردازش كنند. اسلحه هاي خودكاري ساخته شده اند كه به صورت اتوماتيك و دقيق نشانه گيري مي كنند(استرانگ گیلبرت 2005).   .   

پردازش تصوير همين طور با پردازش تصاوير گرفته شده از فاصله هاي دور هم مي تواند در علوم نظامي و امنيتي كمك كند .به عنوان مثال دوربيني قادر است با سرعت بسيار زياد يك توپ را دنبال كند. اين مسئله كاربرد بسيار زيادي در مسائل نظامي دارد(کاوه کیان مجد 1388).   

6-1-1 نجوم و فضا نوردي:       

ساخت دستگاه هاي اتوماتيك رصد آسمان و ثبت وقايع آسماني به صورت خودكار از كاربردهاي پردازش تصوير است كه امروزه روي آن كار مي شود.از پروژه هاي جديد در بخش نجوم كه بخشي از آن توسط سيستم پردازش تصوير انجام مي شود، تهيه نقشه سه بعدي از كل عالم كائنات است.پردازش تصوير در فضانوردي هم كاربرد زيادي دارد. در تصاوير دور مي توان سطح سيارات و همچنين سطح قمرها را اسكن كرده و اطلاعات بسيار ريزي از آنها استخراج كنيم.كاربرد ديگر پردازش تصوير در فيلتر كردن عكس هايي است كه توسط تلسكوپ هاي فضايي مختلف از جمله هابل گرفته مي شود. كاربرد ديگر آن حذف گرد و خاك و جو سياره ها از تصاوير به كمك تصوير برداري IR و  X-RAYبه صورت همزمان و تركيب اين تصاوير است.در تصاوير نزديك هم، از جمله هدايت مريخ نوردها، فرود فضاپيماهاي بدون سرنشين و الصاق تجهيزات جديد به ايستگاه هاي فضايي به صورت خودكار كاربرد دارد.   از امكانات سايت گوگل، امكاني است به نام Google Mars كه اين برنامه دقيقاً مانند Google Earth عمل مي كند با اين تفاوت كه Google Earth سطح زمين را در هر زمان كه بخواهيد و در هر نقطه اي از زمين و از ارتفاع هاي بسيار پائين هم نشان مي دهد ولي Google Mars دقيقاً همين كار را براي سطح سياره مريخ انجام مي دهد(استرانگ گیلبرت 2005).   .   



نوع فایل : word
اندازه فایل : 70
قیمت : 10000
خرید