Image Processing

1. ‫میحرلا نمحرلا هللا مسب‬

2. ‫مطالب‬ ‫فهرست‬
‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫و‬ ‫تصویر‬ ‫ش‬‫ز‬‫پردا‬ ‫بر‬ ‫ای‬ ‫مقدمه‬
‫بردها‬‫ر‬‫کا‬
‫معرفی‬OpenCV
‫شده‬ ‫ی‬‫جاساز‬ ‫سیستمهای‬
‫مطالب‬ ‫فهرست‬

4. Image Processing

5. ‫پ‬‫ردازش‬‫تصویر‬
‫ی‬ ‫ش‬‫و‬‫ر‬‫ای‬‫ر‬‫ب‬‫تبدیل‬‫یک‬‫تصویر‬
‫انجام‬‫برخی‬‫ی‬‫و‬‫ر‬ ‫عملیات‬‫آن‬،
‫یک‬ ‫یافت‬‫ر‬‫د‬ ‫ر‬‫منظو‬ ‫به‬‫یافته‬ ‫بهبود‬‫تصویر‬‫و‬‫تر‬ ‫خوانا‬
‫و‬‫از‬ ‫برخی‬‫اج‬‫ر‬‫استخ‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫یا‬‫مفید‬‫اطالعات‬‫آن‬ ‫از‬
9/50

6. ‫تصویر‬ ‫پردازش‬ ‫الگوریتمهای‬ ‫از‬ ‫هایی‬ ‫نمونه‬
‫تصویر‬ ‫کردن‬‫هموار‬
‫ها‬‫لبه‬ ‫تیزکردن‬
‫نگ‬‫ر‬ ‫تغییر‬
‫است‬‫ر‬‫کنت‬ ‫تغییر‬
‫نویز‬ ‫بردن‬ ‫بین‬ ‫از‬
‫یابی‬‫لبه‬
……
10/50

8. ‫چیست؟‬ ‫ماشین‬ ‫بینایی‬
‫هدف‬:‫ی‬ ‫اجازه‬ ‫کامپیوترها‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫الگوریتمهایی‬ ‫ی‬ ‫توسعه‬«‫دیدن‬»‫میده‬‫ند‬



‫بینایی‬:‫دیدن‬+‫فهمیدن‬
‫کنیم‬ ‫تفسیر‬ ‫و‬ ‫تعبیر‬ ‫مغز‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫ببینیم‬ ‫چشم‬ ‫با‬
12/50

9. ‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫تا‬ ‫تصویر‬ ‫پردازش‬ ‫از‬
‫پایین‬ ‫سطح‬ ‫پردازشهای‬
‫تصویر‬ ‫پردازش‬
•‫کنتراس‬ ‫بهبود‬ ،‫نویز‬ ‫کاهش‬‫ت‬
‫و‬ ‫ها‬ ‫لبه‬ ‫کردن‬ ‫تیز‬ ،‫تصویر‬
....
‫وسط‬ ‫سطح‬ ‫پردازشهای‬
•‫تصویر‬ ‫تحلیل‬
•‫تقطیع‬(‫تصویر‬ ‫تقسیم‬‫به‬
‫اشیا‬ ‫یا‬ ‫نواحی‬)
•‫اش‬ ‫تشخیص‬ ‫و‬ ‫بندی‬ ‫کالس‬‫یا‬
‫تصاویر‬ ‫در‬
‫باال‬ ‫سطح‬ ‫پردازشهای‬
•‫ماشین‬ ‫بینایی‬
•‫ادراکی‬ ‫عملیات‬ ‫اجرای‬
‫بینایی‬ ‫به‬ ‫مربوط‬
•‫تص‬ ،‫استنتاج‬ ،‫یادگیری‬‫میم‬
،‫گیری‬...
13/50

10. ‫ماشین؟؟‬ ‫بینایی‬ ‫چرا‬
‫است‬ ‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫به‬ ‫مربوط‬‫های‬‫ر‬‫کا‬ ‫انجام‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫خوبی‬ ‫مان‬‫ز‬ ‫ن‬‫اکنو‬
‫چرا؟‬
‫قدرتمند‬ ‫کامپیوترهای‬ ‫وجود‬
‫مناسب‬ ‫ی‬ ‫هزینه‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫کیفیت‬ ‫با‬ ‫دوربینهای‬
‫بهینه‬ ‫الگوریتمهای‬(‫باال‬ ‫سرعت‬ ‫و‬ ‫دقت‬)‫حقیقی‬ ‫زمان‬ ‫و‬
‫بینایی‬ ‫بر‬ ‫مبتنی‬ ‫سیستمهای‬ ‫به‬ ‫ها‬ ‫حوزه‬ ‫انواع‬ ‫روزافزون‬ ‫نیازمندی‬‫ماشین‬
14/50

11. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

12. 16/50

13. 17/50

14. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

15. 19/50

16. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

17. 21/50

18. ‫شب‬‫در‬‫قرمز‬ ‫ن‬‫مادو‬ ‫بینایی‬
‫د‬‫ر‬‫برخو‬ ‫هشدار‬‫سیستمهای‬
‫ر‬‫کو‬‫نقطه‬ ‫حذف‬
‫عقب‬ ‫دید‬‫بینهای‬‫ر‬‫دو‬
‫سرنشین‬ ‫ن‬‫بدو‬‫های‬‫و‬‫خودر‬
‫آلودگی‬‫خواب‬ ‫هشدار‬ ‫سیستم‬
22/50

19. ‫بزرگ‬ ‫مسابقه‬DARPA
24/50

20. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

21. 25/50

22. 26/50

23. ‫پالک‬ ‫تشخیص‬‫ض‬‫ر‬‫عوا‬‫خودکار‬ ‫ی‬‫ر‬‫آو‬‫جمع‬‫ترافیک‬ ‫ل‬‫کنتر‬
27/50

24. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

25. 29/50

26. 30/50

27. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....

28. 32/50

29. ‫برده‬‫ر‬‫کا‬‫ا‬
‫و‬ ‫بهبود‬
‫یابی‬‫ز‬‫با‬
‫تصاویر‬
‫پزشکی‬
‫صنعت‬
‫مسائل‬
‫امنیتی‬
‫سرگرمی‬
‫محیط‬
‫یست‬‫ز‬
....
،‫ی‬‫گردشگر‬
،‫ش‬‫ز‬‫آمو‬
،‫تبلیغات‬
....

30. ‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫و‬ ‫تصویر‬ ‫پردازش‬ ‫افزارهای‬ ‫نرم‬
Matlab
‫کتابخانه‬OpenCV
‫کتابخانه‬Aforge
EmguCV
‫کتابخانه‬CIMG
34/50

32. ‫معرفی‬OpenCV
Open Computer Vision
‫ماشین‬ ‫بینایی‬ ‫و‬ ‫تصویر‬ ‫ش‬‫ز‬‫پردا‬ ‫مخصوص‬ ‫ویژه‬ ‫به‬ ،‫ی‬ ‫نویس‬ ‫برنامه‬ ‫توابع‬‫از‬ ‫ای‬‫کتابخانه‬‫آنی‬
‫اینتل‬ ‫توسط‬‫یافته‬ ‫توسعه‬(‫سال‬1999)‫کنونی‬ ‫حامی‬ ،Willow Garage
‫باز‬ ‫متن‬‫و‬ ‫ایگان‬‫ر‬
‫شده‬ ‫داده‬ ‫ش‬‫ز‬‫آمو‬ ‫کالسیفایرهای‬،‫یاد‬‫ز‬‫بسیار‬‫های‬‫ه‬‫ژ‬‫و‬‫پر‬ ‫نمونه‬ ‫و‬‫مثالها‬
‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫تحت‬:Windows, Linux, OSX, Blackberry, Android, iOS
‫متعدد‬‫بانهای‬‫ز‬ ‫حامی‬:C, C++, Java, Python
‫صنعتی‬‫و‬ ‫تحقیقاتی‬ ‫های‬‫مینه‬‫ز‬
‫شده‬‫ی‬‫جاساز‬ ‫سیستمهای‬ ‫در‬‫استفاده‬‫قابل‬
36/50

33. Matlab OpenCV
‫استف‬ ‫راحتی‬‫اده‬
‫سرعت‬
‫نیاز‬ ‫مورد‬ ‫منابع‬
‫هزینه‬
‫افزار‬ ‫نرم‬ ‫محیط‬
‫حافظه‬ ‫مدیریت‬
‫حمل‬ ‫قابلیت‬
37/50

35. ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫سیستمهای‬
‫که‬ ‫کامپیوتری‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬‫اس‬ ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫الکتریکی‬ ‫یا‬ ‫مکانیکی‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫در‬‫ت‬
‫کنترلر‬ ‫میکرو‬ ‫بورد‬ ‫یک‬
‫برنامه‬ ‫ذخیره‬‫در‬ ‫هایش‬ROM
‫دارای‬ ‫برخی‬OS،‫برنامه‬ ‫یک‬ ‫تنها‬ ‫با‬ ‫سازی‬ ‫پیاده‬ ‫قابل‬ ،‫منظوره‬ ‫خاص‬ ‫برخی‬
‫سیستم‬ ‫طراح‬:‫افزار‬ ‫نرم‬ ‫و‬ ‫افزار‬ ‫سخت‬ ‫طراحی‬ ‫روی‬ ‫کنترل‬
(‫کاهش‬‫وهزینه‬ ‫اندازه‬،‫محصول‬ ‫ی‬
‫افزایش‬‫اطمینان‬ ‫قابلیت‬ ‫و‬ ‫عملکرد‬)
39/50

36. 40/50

37. OpenCV‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫سیستمهای‬ ‫و‬
๏OpenCV‫فضای‬ ‫در‬‫تحت‬ ‫شده‬ ‫تعبیه‬ ‫سیستمهای‬‫لینوکس‬‫استفاد‬‫قابل‬ ‫و‬ ‫دسترس‬ ‫در‬‫ه‬
๏‫عامل‬ ‫سیستم‬ ‫با‬ ‫های‬‫دستگاه‬‫ی‬‫و‬‫ر‬ ‫همچنین‬Android‫شده‬ ‫گرفته‬‫کار‬ ‫به‬
๏
๏‫های‬‫ر‬‫سسو‬‫و‬‫پر‬‫ی‬‫و‬‫ر‬ ‫همچنین‬...،Xscale‫و‬ARM‫گرفته‬‫ار‬‫ر‬‫ق‬
41/50

38. ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫بینایی‬
‫ماشین‬(‫ای‬ ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫سیستم‬)‫طریق‬ ‫از‬ ‫را‬ ‫اطرافش‬ ‫محیط‬ ‫که‬«‫بینایی‬»‫میک‬ ‫درک‬‫ند‬
‫بیشتر‬ ‫هوشمندی‬،‫کنند‬ ‫درک‬‫و‬ ‫ببینند‬ ‫ا‬‫ر‬ ‫خود‬ ‫محیط‬ ‫سیستمها‬
‫کامپیوتر‬ ‫بینایی‬
‫اوایل‬:‫تحقیقاتی‬
‫ز‬‫و‬‫امر‬:‫هزینه‬ ‫کم‬‫و‬ ‫ی‬‫قو‬ ‫های‬ ‫نده‬‫ز‬‫پردا‬‫شده‬ ‫توکار‬ ‫سیستمهای‬ ‫د‬‫ر‬‫وا‬ ‫ماشین‬ ‫بینایی‬
‫چه‬ ‫هر‬EV‫بیشتر‬ ‫خواستهای‬‫ر‬‫د‬ ،‫بیشتر‬ ‫محصوالت‬ ‫در‬
‫سیستمهای‬
‫شده‬‫ی‬‫جاساز‬
‫بینایی‬
‫ماشین‬
‫بینایی‬
‫شده‬‫ی‬‫جاساز‬
42/50

39. ‫کاربردها‬
‫ذکرشده‬ ‫مثالهای‬...‫آلودگی‬ ‫خواب‬ ‫هشدار‬ ‫سیستم‬
43/50

40. ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫بینایی‬ ‫سیستمهای‬ ‫توسعه‬
‫انگیز‬‫ر‬‫ب‬‫چالش‬ ‫امر‬!
‫ه‬‫ز‬‫حو‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫بیش‬ ‫متخصصین‬ ‫به‬‫مندی‬‫ز‬‫نیا‬
‫باالست‬ ‫محاسبات‬‫با‬‫و‬ ‫پیچیده‬‫یتمهای‬‫ر‬‫الگو‬‫مند‬‫ز‬‫نیا‬ ‫بینایی‬
‫و‬ ‫ه‬‫ز‬‫اندا‬،‫هزینه‬ ‫محدودیتهای‬ ‫تحت‬‫ی‬‫ساز‬ ‫پیاده‬...
‫سیستم‬ ‫برای‬‫مناسب‬‫یتمهای‬‫ر‬‫الگو‬ ‫و‬ ‫نده‬‫ز‬‫پردا‬‫انتخاب‬(‫به‬‫ینه‬)
44/50

41. ‫در‬ ‫استفاده‬ ‫قابل‬ ‫بوردهای‬ ‫از‬ ‫مثالی‬EV
BeagleBoneBlack
45/50

42. ‫شده‬ ‫جاسازی‬ ‫بینایی‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫نمونه‬
‫ساده‬‫بات‬‫و‬‫ر‬
‫پا‬ ‫و‬‫باال‬ ‫و‬‫است‬‫ر‬ ‫و‬‫چپ‬ ‫به‬‫کردن‬‫حرکت‬ ‫قابلیت‬ ‫با‬‫بین‬‫ر‬‫دو‬‫یک‬‫یین‬
‫قابلیت‬«‫دیدن‬»
‫شده‬ ‫مشخص‬‫ئ‬ ‫ش‬‫یک‬ ‫کردن‬ ‫دنبال‬
46/50

43. ‫افزار‬ ‫نرم‬:
‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫ئ‬ ‫ش‬ ‫تشخیص‬ ‫ای‬‫ر‬‫ب‬ ‫نوشته‬ ‫کد‬OpenCV
‫نگ‬‫ر‬ ‫نجی‬‫ر‬‫نا‬ ‫توپ‬ ‫دیابی‬‫ر‬
‫کد‬:
‫نگی‬‫ر‬‫فضای‬ ‫به‬ ‫تصویر‬ ‫تبدیل‬HSV‫تص‬ ‫در‬‫نجی‬‫ر‬‫نا‬ ‫نگهای‬‫ر‬ ‫کردن‬ ‫فیلتر‬ ،‫ویر‬
47/50

44. ‫دا‬ ‫شکل‬ ‫تشخیص‬‫برای‬ ‫هاف‬ ‫تبدیل‬‫از‬‫استفاده‬‫یره‬
(‫تبدیل‬‫اعمال‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫تصویر‬‫ی‬‫ساز‬‫ر‬‫هموا‬)
‫خوب‬ ‫نتایج‬ ‫یافت‬‫ر‬‫د‬
‫متفاوت‬‫شرایط‬ ‫تحت‬ ‫توانسته‬ ‫شده‬‫نوشته‬ ‫کد‬
(‫سریع‬‫و‬ ‫آهسته‬ ‫حرکات‬ ،‫بین‬‫ر‬‫دو‬‫از‬ ‫توپ‬ ‫فاصله‬)
48/50

45. ‫تصویر‬‫ش‬‫ز‬‫پردا‬
‫د‬‫ر‬‫بو‬
‫عامل‬‫سیستم‬
OpenCV‫کد‬ ‫و‬
‫د‬‫ر‬‫بو‬‫ی‬‫و‬‫ر‬‫مربوطه‬
‫شده‬‫ی‬‫جاساز‬‫بینایی‬‫سیستم‬
49/50