Xử lý ảnh, xử lý âm thanh, khuynh hướng phát triển và một số kết quả nghiên cứu triển khai ở viện Công nghệ thông tin

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin đã đẩy nhanh và mở ra hướng phát triển cho nhiều ngành khác. Trong số đó phải kể đến lĩnh vực xử lý hình ảnh và xử lý âm thanh. Trong báo cáo "Xử lý ảnh, xử lý âm thanh, khuynh hướng phát triển và một số kết quả nghiên cứu triển khai ở viện Công nghệ thông tin" dưới đây tác giả đề cập đến một số kết quả nghiên cứu và triển khai về xử lý ảnh và xử lý âm thanh ở Viện Công nghệ thông tin, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mời bạn đọc cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý ảnh, xử lý âm thanh, khuynh hướng phát triển và một số kết quả nghiên cứu triển khai ở viện Công nghệ thông tin Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân XỬ LÝ ẢNH, XỬ LÝ ÂM THANH, KHUYNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI Ở VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỖ NĂNG TOÀN * TÓM TẮT Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin đã đẩy nhanh và mở ra hướng phát triển cho nhiều ngành khác. Trong số đó phải kể đến lĩnh vực xử lý hình ảnh và xử lý âm thanh. Trong báo cáo này chúng tôi đề cập đến một số kết quả nghiên cứu và triển khai về xử lý ảnh và xử lý âm thanh ở Viện Công nghệ thông tin, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. ABTRACTS The rapid development of information technology has accelerated the development and opening for many other industries. Among them is the field of image processing and audio processing. This report mentions a number of research results and development of image processing and audio processing at the Institute of Information Technology, Institute of Science and Technology of Vietnam. Key words: Image processing; OCR; Vectorization; 3D; VR… 1. Giới thiệu Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin đã có những ảnh hưởng tích cực đến đời sống xã hội của con người. Ngày nay, ở bất kỳ nơi đâu ta cũng thấy sự hiện diện của công nghệ thông tin. Sự phát triển trên cả hai lĩnh vực: Phần cứng và phần mềm đã ngày càng đưa công nghệ thông tin vào cả những lĩnh vực tưởng chừng như không thể sử dụng được máy móc. Trong số những lĩnh vực đó phải kể đến xử lý ảnh và xử lý âm thanh. Một trong những mục đích cao cả của công nghệ thông tin là tạo ra được máy có thể thay thế con người trong việc xử lý thông tin. Một cách tự nhiên máy tính cần thiết phải mô phỏng các quá trình thu nhận và xử lý thông tin của con người. Các thông tin mà con người thu nhận được thông qua 05 giác quan: Thị giác, thính giác, vị giác, khứu giác và cảm giác. Trên cơ sở đó các tiếp cận trong công nghệ thông tin được chia thành các hướng chủ yếu sau: 110 * PGS.TS, Viện Công nghệ thông tin -Viện KH&CN Việt Nam KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC - Hướng liên quan đến thị giác: Ở đây thông tin vào là các tệp hình ảnh thu nhận thông qua các thiết bị điện tử như camera, scanner v.v.. Các bài toán thuộc kiểu này bao gồm: Tổng quát hoá bản đồ (gồm có các đường vẽ và văn bản bên trong bản đồ), nhận dạng văn bản chữ viết in, chữ viết tay, chữ ký nhận dạng hoá đơn, nhận dạng phiếu điều tra v.v.. - Hướng liên quan đến thính giác: Thông tin vào là tín hiệu âm thanh được thu nhận thông qua các thiết bị thu nhận âm thanh. Các bài toán thuộc hướng này liên quan đến việc: Tổng hợp và nhận dạng tiếng nói chẳng hạn, đọc các văn bản có sẵn trên máy tính hoặc trên mạng, nhận dạng tiếng nói chuyển tiếng nói thành các văn bản để lưu trữ trên máy tính v.v.. - Hướng liên quan đến cảm giác (Sensor): Bộ biến cảm ở đây được ví như bộ phận cảm nhận của con người, nó tiếp nhận thông tin vào như: Cân nặng, nhiệt độ, độ ồn v.v.. Các thông tin này được số hoá và ghi vào tệp dữ liệu. Báo cáo này đề cập đến một số kết quả nghiên cứu liên quan đến xử lý âm thanh và hình ảnh được thực hiện tại Viện công nghệ thông tin, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Đây cũng là hướng nghiên cứu chính của chúng tôi trong những năm vừa qua. Phần còn lại của báo cáo được sắp xếp như sau: Phần 2 trình bày nhưng kết quả liên quan đến xử lý và nhận dạng ảnh 2 chiều. Phần 3 là ảnh động. Tiếp theo, phần 4 là âm thanh. Phần 5 là xử lý ảnh 3 chiều và thực tại ảo. Cuối cùng là kết luận về hướng phát triển của lĩnh vực. 2. Xử lý và nhận dạng ảnh hai chiều Trong xử lý và nhận dạng ảnh hai chiều chúng tôi tập trung vào hướng: Nhập dữ liệu tự động. Nhập dữ liệu tự động là quá trình nhập dữ liệu thông quá các thiết bị kỹ thuật không có hoặc ít có sự can thiệp của con người. Mục đích của nhập liệu tự động là trợ giúp máy tính nhận biết nhanh nhất và chính xác nhất các thông tin vào, nó mô phỏng quá trình tiếp nhận thông tin của con người thông qua các giác quan. Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhằm nâng cao tốc độ và hiệu quả của quá trình xử lý thông tin. Kỹ thuật nhập liệu tự động trong thời gian qua đã phát triển một cách mạnh mẽ và đã mang lại sự thay đổi lớn trong các tính toán khoa học kỹ thuật cũng như trong quản lý hành chính và điều khiển học v.v.. 2.1 Phần mềm nhập liệu tự động bản đồ MapScan [3] Nghiên cứu kỹ thuật và thiết kế phần mềm bản đồ tự động với các yêu cầu: Tự động hoá nhập bản đồ - chuyển đổi sang dạng véc tơ các đường biên trên bản đồ thu được dưới dạng đen trắng, đa cấp xám và màu. Map scanning quét những bản đồ giấy và lưu lại như ảnh raster[1,2]. Tiền xử lý hay raster image editing để cải tiến chất lượng như loại bỏ những đối tựơng không cần thiết, nối những đường bị gãy, quay ảnh và kết nối nhiều trang thành một ảnh bản đồ. Text label extracting hay nhận dạng tài liệu chữ in (Optical Character Recognition: 111 Bộ Giáo dục và Đào tạo - Trường Đại học Duy Tân OCR) để định vị những dạng cho các miền, khu vực, thành phố, tỉnh lỵ; nhận ra văn bản tham chiếu và xác định những toạ độ không gian. Những văn bản được nhận dạng bị loại khỏi ảnh raster suốt trong quá trình véc tơ hoá, và tệp tham chiếu văn bản đựơc sinh ra để sử dụng trong bản vẽ đặc biệt và phần mềm GIS. Scanned image LAND.PCX Raster Edit Edited raster image LAND.PCX OCR LAND.REF or LAND.DXF Reference text Raster image without reference text LAND.PCX Vectorization LAND.MAP or LAND.DXF Vector map Vector Edit LAND.MAP or LAND.DXF Edited vector map Hình 1. Sơ đồ của phần mềm MapScan Véc tơ hoá (Vectorization) để chuyển (tại giai đoạn này của việc xử lý) ảnh raster chứa những điểm, đường và đa giác (không có văn bản tham chiếu) thành dạng véc tơ. Một tệp toạ độ bản đồ được sinh ra để sử dụng trong bản vẽ đặt biệt và trong phần mềm GIS. Hậu xử lý hay soạn thảo bản đồ véc tơ (vector map editing) một bản đồ véc tơ được sinh ra bằng cách đóng các đa giác, l ...