Đồ án Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHẬN DẠNG KÝ TỰ BẰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH GVHD: ThS. NGUYÊN VIỆT THẮNG SVTH: PHẠM HỮU THIỆN MSSV: 11146110 SVTH: NGUYỄN ÐỨC THÔNG MSSV: 11146114 SVTH: HUỲNH TRẮNG TRONG MSSV: 11146127 SKL003808 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHẬN DẠNG KÝ TỰ BẰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH” Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. NGUYỄN VIỆT THẮNG Sinh viên thực hiện: PHẠM HỮU THIỆN MSSV: 11146110 NGUYỄN ĐỨC THÔNG MSSV: 11146114 HUỲNH TRẮNG TRONG MSSV: 11146127 Lớp: 111461 Khoá: 2011 - 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015
3. Đồ án tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHẬN DẠNG KÝ TỰ BẰNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ẢNH” Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. NGUYỄN VIỆT THẮNG Sinh viên thực hiện: PHẠM HỮU THIỆN MSSV: 11146110 NGUYỄN ĐỨC THÔNG MSSV: 11146114 HUỲNH TRẮNG TRONG MSSV: 11146127 Lớp: 111461 Khoá: 2011 – 2015 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2015 Trang i
4. Đồ án tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Cơ Điện Tử NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. Nguyễn Việt Thắng Sinh viên thực hiện: Phạm Hữu Thiện MSSV: 11146110 Nguyễn Đức Thông MSSV: 11146114 Huỳnh Trắng Trong MSSV: 11146127 1. Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh 2. Nội dung chính của đồ án: - Phục vụ cho ngƣời dùng muốn chuyển dữ liệu từ file ảnh sang file text. - Vận hành ổn, cơ cấu chính xác, an toàn. - Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh để cải thiện và điều chỉnh sai số của của thiết bị nếu cósau một thời gian vận hành. - Kiểu dáng đơn giản đẹp, thân thiện với môi trƣờng. 3. Ngày giao đồ án: 06/02/2015 4. Ngày nộp đồ án: 31 /07/2015 TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) Trang i
5. Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh. - GVHD: ThS. Nguyễn Việt Thắng - Họ tên sinh viên: Nguyễn Đức Thông MSSV: 11146114 - Lớp: 111461 - Số điện thoại liên lạc: +84 (0) 985805039 - Email: ducthong4639@gmail.com Phạm Hữu Thiện MSSV: 11146110 - Lớp: 111461 - Số điện thoại liên lạc: +84 (0) 1686028914 - Email: phamhuuthien93.hcm@gmail.com Huỳnh Trắng Trong MSSV: 11146127 - Lớp 111461 - Số điện thoại liên lạc: +84 (0) 1677429021 - Email: tronghuynh533@gmail.com - Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 31/07/2015 - Lời cam kết: “Nhóm thực hiện đồ án xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính nhóm nghiên cứu và thực hiện. Nhóm không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã đƣợc công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, nhóm thực hiện đồ án xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 31 tháng 07 năm 2015 Ký tên Trang ii
6. Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN  Để hoàn thành tốt đề tài này nhóm xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, gia đình và bạn bè đã giúp đỡ trong suốt thời gian làm đề tài. Nhóm xin cảm ơn các thầy cô khoa Cơ Khí Máy – Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã chỉ dạy tận tình những kiến thức bổ ích trong quá trình học tập. Cảm ơn Nhà Trƣờng và bộ môn Cơ Điện Tử đã tạo mọi điều kiện cho quá trình học tập và nghiên cứu. Cảm ơn tập thể lớp Cơ Điện Tử 1 (111461) đã giúp đỡ nhóm rất nhiều. Đặc biệt, nhóm xin chân thành cảm ơn GVHD Nguyễn Việt Thắng đã hƣớng dẫn nhóm tận tình, luôn động viên và giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài này. Mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết sức mình, song chắc chắn đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em kính mong nhận đƣợc sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của quý Thầy Cô. TP.Hồ Chí Minh, ngày . tháng năm 2015 Sinh viên Phạm Hữu Thiện Nguyễn Đức Thông Huỳnh Trắng Trong Trang iii
7. Đồ án tốt nghiệp TÓM TẮT ĐỀ TÀI Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh Trong những năm gần đây với sự phát triển vƣợt bậc của khoa học kỹ thuật cuộc sống con ngƣời đã đƣợc nâng lên một tầm cao mới. Đặc biệt với sự phát triển của công nghệ nhận dạng thì đã có nhiều sản phẩm về nhận dạng ký tự ra đời và đạt đƣợc những thành tựu to lớn. Do đó đề tài “Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận diện ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh” có nhiều triển vọng và sẽ có nhiều ứng dụng thực tế trong tƣơng lai. Trang iv
8. Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT ĐỀ TÀI iv MỤC LỤC v CHƢƠNG 1: 2 GIỚI THIỆU 2 1.1. Tính cấp thiết của đề tài: 2 1.2. Lý do chon đề tài: 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 2 1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. 3 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu 3 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu. 3 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu. 3 CHƢƠNG 2: 4 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 4 2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc. 4 2.1.1. Hệ thống nhận dạng: 4 2.1.2. Hệ thống nhận dạngký tự: 6 2.2. Tình hình nghiên cứu nƣớc ngoài. 8 CHƢƠNG 3 12 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 3.1. Các cơ sở lý thuyết liên quan tới phần cứng. 12 3.1.1. Động cơ bƣớc. 12 3.1.1.1. Khái niệm động cơ bƣớc là gì? 12 3.1.1.2. Các loại động cơ bƣớc 14 3.1.1.3. Điều khiển động cơ bƣớc. 15 3.1.1.3.1. Phƣơng thức điều khiển. 15 3.1.1.3.2. Các chế độ hoạt động. 16 3.1.2. Truyền động đai. 19 3.1.2.1.1. Nguyên lý hoạt động bộ truyền động đai 19 3.1.2.1.2. Phân loại: 19 3.1.2.1.3. Ƣu nhƣợc điểm của bộ truyền đai. 20 Trang v
9. Đồ án tốt nghiệp 3.1.2.1.4. Tính toán bộ truyền động đai. 21 3.1.3. Vi điều khiển Atmega328p. 21 3.1.4. Truyền tín hiệu bằng sóng Bluetooth. 23 3.2.4.1 Sự ra đời: 23 3.2.4.2 Cơ chế hoạt động: 23 3.2. Các cơ sở lý thuyết liên quan tới phần mềm. 24 3.2.1. Một số khái niệm trong xử lý ảnh. 24 3.2.1.1. Ảnh số và ảnh tƣơng tự. 24 3.2.1.2. Điểm ảnh. 24 3.2.1.3. Độ phân giải ảnh số. 25 3.2.1.4. Mức xám của điểm ảnh 25 3.2.1.5. Không gian màu RGB. 26 3.2.1.6. Chuyển đổi ảnh từ không gian màu RGB sang ảnh xám. 26 3.2.2. Phƣơng pháp nhận diện đối tƣợng. 27 3.2.2.1. Thu nhận hình ảnh. 27 3.2.2.2. Lọc nhiễu, làm trơn ảnh. 27 3.2.2.3. Phân ngƣỡng. 28 3.2.2.3.1. Theo khoảng không gian áp dụng cho ảnh. 28 3.2.2.3.2. Theo hình thức chọn giá trị phân ngƣỡng. 28 3.2.2.4. Dán nhãn đối tƣợng. 30 3.2.2.5. Loại bỏ các đối tƣợng không nhận diện. 38 3.2.2.6. Phân tách các hàng. 39 3.2.2.7. Sắp xếp các đối tƣợng cùng hàng. 41 3.2.2.8. Nhận diện đối tƣợng 41 3.2.2.8.1. Phân chia mẫu. 41 3.2.2.8.2. Nhận diện ký tự. 42 3.2.3. Thƣ viện Opencv. 43 3.2.3.1. Thƣ viện OpenCV là gì? 43 3.2.3.2. Mục đích sử dụng OpenCV. 44 3.2.3.3. Đối tƣợng sử dụng OpenCV. 44 3.2.3.4. OpenCV là một thƣ viện lớn và đƣợc chia làm 4 phần chính. 44 3.2.3.5. Một số hàm đƣợc ứng dụng trong đề tài. 44 3.2.3.5.1. Hàm IplImage*. 44 3.2.3.5.2. Hàm cvLoadImage. 44 3.2.3.5.3. Hàm cvNamedWindow. 45 3.2.3.5.4. Hàm cvWaitKey. 45 Trang vi
10. Đồ án tốt nghiệp 3.2.3.5.5. Hàm cvSmooth(Bộ lọc Gaussian). 45 3.2.3.5.6. Hàm cvAdaptiveThreshold. 46 3.2.3.5.7. Hàm cvInRangeS. 47 3.2.3.5.8. Blob.h. 47 CHƢƠNG 4 49 THIẾT KẾ CHẾ TẠO VÀ THI CÔNG PHẦN CỨNG 49 4.1. Thiết kế phần cứng 49 4.1.1. Tổng quan. 49 4.1.2. Khung cơ khí. 51 4.1.2.1. Khung sƣờn. 51 4.1.2.2. Cơ cấu thanh trƣợc. 51 4.1.2.3. Bộ phận gắn camera 52 4.1.2.4. Camera 52 4.1.2.5. Bộ phận gá và kẹp sách 54 4.1.2.6. Bộ truyền động 54 4.1.2.6.1. Chọn động cơ. 54 4.1.2.6.2. Bộ truyền đai: 56 4.1.2.7. Bàn phím 57 4.1.2.8. Hệ thống chiếu sáng. 58 4.1.2.9. Mô hình thiết kế cơ khí hoàn thiện. 60 4.1.3. Phần điều khiển. 61 4.1.3.1. Mạch điện 62 4.1.3.1.1. Mạch điều khiển trung tâm. 62 4.1.3.1.2. Bàn phím 64 4.1.3.1.3. Mạch Bluetooth 65 4.1.3.1.4. Mạch công suất 66 4.1.3.2. Cảm biến vị trí 67 4.1.3.3. Lƣợc đồ điều khiển 68 4.2. Thiết kế phần mềm. 69 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 70 5.1. Kết quả thực nghiệm 70 5.2. Kết luận: 76 5.3. Hƣớng khắc phục. 76 CHƢƠNG 6: NHỮNG HẠN CHẾ VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƢƠNG LAI 77 Trang vii
11. Đồ án tốt nghiệp 6.1. Những hạn chễ của để tài: 77 6.1.1. Phần cơ khí. 77 6.1.2. Phần chƣơng trình nhận diện. 77 6.2. Hƣớng phát triển trong tƣơng lai: 77 Trang viii
12. Đồ án tốt nghiệp Mục lục hình ảnh. Hình 2.1: Nhận diện dấu vân tay 4 Hình 2.2: Nhận diện khuôn mặt. 5 Hình 2.3: Nhận diện biển số xe. 6 Hình 2.4: Giao diện phần mềm VnDOCR (nguồn: 6 Hình 2.5: Ứng dụng VietOCR (nguồn: 7 Hình 2.6: Ứng dụng OmniPage Professional (nguồn: phan-mem-omnipage-ultimate-19-rat-nhieu-tinh-nang-b-137702) 8 Hình 2.7: Ứng dụng ABBYY FineReader (nguồn: 9 Hình 2.8: Ứng dụng FingerReader (nguồn: 10 Hình 3.1: Động cơ bƣớc. 12 Hình 3.2: Bên trong động cơ bƣớc. 13 Hình 3.3: Cấu tạo động cơ bƣớc. 13 Hình 3.4: Động cơ bƣớc từ trở. 14 Hình 3.5: Động cơ bƣớc đơn cực. 14 Hình 3.6: Động cơ bƣớc lƣỡng cực. 14 Hình 3.7: Động cơ bƣớc nhiều pha. 15 Hình 3.8: Mô hình điều khiển động cơ bƣớc. 15 Hình 3.9: Chế độ hoạt động full step động cơ bƣớc. 16 Hình 3.10: Chế độ full step kích điện một cuộn dây. 17 Hình 3.11: Chế độ full step kích điện hai cuộn dây. 17 Hình 3.12: Chế độ half step. 18 Hình 3.13:Bộ truyền đai. 19 Hình 3.14: Hình ảnh đai tròn, đai răng, đai thang. 20 Hình 3.15:Thông số bộ truyền động đai. 21 Hình 3.16: Hình ảnh một board arduino đơn giản với Atmega328. 22 Hình 3.17: Sơ đồ chân Atmega328. 22 Hình 3.18: Ảnh tƣơng tự và ảnh số. 24 Hình 3.19: Ma trận 2 chiều các pixcel trong ảnh. 25 Hình 3.20: Không gian màu RGB. 26 Hình 3.21: Tìm pixel trung vị trong cửa sổ lọc. 27 Hình 3.22: Ảnh đầu vào. 29 Hình 3.23: Kết quả xử lý phân ngƣỡng. 29 Hình 3.24: Ảnh phân đoạn sau khi tách ngƣỡng 30 Hình 3.25: Ảnh mẫu. 30 Hình 3.26: Gặp pixel cần dán nhãn. 31 Hình 3.27: Xác định các pixel lân cận. 31 Hình 3.28: Pixcel đƣợc dán nhãn. 32 Hình 3.29: Dán nhãn cho pixel giống nhãn pixel đã có. 33 Hình 3.30: Dán nhãn mới cho pixel. 34 Hình 3.31: Dán nhãn cho pixel cùng nhãn pixel có giá trị thấp nhất. 35 Hình 3.32: Kết quả dán nhãn lần 1. 36 Hình 3.33: Dán nhãn lần 2. 36 Hình 3.34: Hình ảnh qua phân ngƣỡng có các đối tƣợng không mong muốn. 38 Hình 3.35: Ảnh sau khi loại bỏ các đối tƣợng không liên quan. 39 Trang ix
13. Đồ án tốt nghiệp Hình 3.36: Biểu đồ histogram phƣơng ngang đối tƣợng 40 Hình 3.37: Hình ảnh minh họa xác định đƣợc các vị trí phân tách hàng, các đƣờng ngang là những vị trí đƣợc chọn để làm các vị trí phân tách đối tƣợng. 40 Hình 3.38: Một số mẫu ký tự dùng trong nhận diện. 41 Hình 3.39: Một số mẫu ký tự 1 đƣờng biên. 42 Hình 3.40: Một số mẫu ký tự 2 đƣờng biên. 42 Hình 3.41: Một số mẫu ký tự 3 đƣờng biên. 42 Hình 3.42: Kết quả hình ảnh sau khi sử dụng bộ lọc. 46 Hình 3.43: Hình ảnh sau khi chuyển đổi ảnh đa mức xám sang ảnh nhị phân. 47 Hình 4.1: Bộ trƣợt theo hai trục. 49 Hình 4.2: Khung cơ khí lần 2. 50 Hình 4.3: Khung sƣờn cơ khí. 51 Hình 4.4: Thanh trƣợt và trục kết nối với bộ phận lắp camera. 52 Hình 4.5: Bộ phận lắp camera. 52 Hình 4.6: Camera Microsoft lifecam. 53 Hình 4.7: Lắp đặt camera 53 Hình 4.8: Bộ kẹp sách. 54 Hình 4.9: Động cơ bƣớc 42HS48-1684. 55 Hình 4.10: Thông số cơ khí của step motor. 56 Hình 4.11: Dây đai răng và pulley. 56 Hình 4.12: Bộ truyền đai. 57 Hình 4.13: Bàn phím ma trận thực tế. 57 Hình 4.14: Đèn sợi tóc. 58 Hình 4.15: Kết quả thử nghiệm ánh sáng lần 1. 58 Hình 4.16: Led thanh nhôm LCT-60RL144. 59 Hình 4.17: Đèn led đƣợc bố trí ở 2 bên. 59 Hình 4.18: Kết quả thử nghiệm ánh sáng lần 2. 60 Hình 4.19: Mô hình cơ khí hoàn thiện. 60 Hình 4.20: Khung cơ khí thực tế. 61 Hình 4.21: Chíp ATmega 328p. 62 Hình 4.22: Sơ đồ nguyên lý phần 1 62 Hình 4.23: Sơ đồ nguyên lý phần 2 63 Hình 4.24: Mạch điều khiển trung tâm và các mô đun. 63 Hình 4.25: Bàn phím ma trận 4x4. 64 Hình 4.26: Sơ đồ nguyên lý ma trận phím 4x4. 64 Hình 4.27: Module Bluetooth HC-06. 65 Hình 4.28: Module TB6560-Driver Step Motor. 66 Hình 4.29: Công tắc hành trình 67 Hình 4.30: Giao diện chƣơng trình điều khiển và nhận diện. 69 Hình 5.1: Kết quả nhận diện mẫu Times New Roman, size 13. 72 Hình 5.2: Kết quả nhận diện mẫu VNI - TIMES, size 13. 73 Hình 5.3: Kết quả nhận diện mẫu Cambria, size 13 74 Hình 5.4: Các đối tƣợng không mong muốn. 75 Hình 5.5: Lỗi ký tự mất nét. 75 Trang x
14. Đồ án tốt nghiệp Hình 5.6: Lỗi các ký tự dính nhau. 76 Trang xi
15. Đồ án tốt nghiệp Mục lục lƣu đồ. Lƣợc đồ 3.1: Lƣợc đồ dán nhãn đối tƣợng. 37 Lƣợc đồ 4.1: Lƣợc đồ điều khiển tổng quan. 61 Lƣợc đồ 4.1: Lƣợc đồ điều khiển hệ thống. 68 Mục lục bảng Bảng 5.1:Thống kê kết quả đạt đƣợc. 71 Trang xii
16. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài: Nhận diện chữ viết là một đề tài rất quan trọng, nó có những ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực Các nghiên cứu về nhận dạng chữ viết đã phát triển từ hơn nửa thập kỉ qua và đạt đƣợc những thành tựu to lớn. Do đó “Thiết Bị Nhận Dạng Chữ Viết Bằng Công Nghệ Xử Lý Ảnh” sau khi hoàn thành sẽ giúp tiết kiệm đƣợc khá nhiều thời gian công sức trong việc chuyển đổi dữ liệu từ file ảnh sang file text. 1.2. Lý do chon đề tài: Với những ngƣời dùng máy tính thƣờng phải làm việc với hàng chồng tài liệu dƣới dạng giấy hoặc file PDF, đôi khi cần chuyển toàn bộ nội dung của một quyển sách trên giấy hoặc một bài báo trên giấy in vào máy tính dƣới dạng file word với đầy đủ nội dung và hình ảnh nhƣ trên giấy. Cách làm thế nào? Thông thƣờng thì mọi ngƣời phải gõ lại từng trang giấy và nhƣ vậy đây quả là công việc mất thời gian. Nếu scan tất cả các trang sách vào máy tính dƣới dạng file hình ảnh thì cũng khá bất tiện, lại không chỉnh sửa thêm bớt, copy đƣợc nội dung trong bài viết đó sang file text hoặc dạng soạn thảo khác. Và với những cuốn sách lớn thì dung lƣợng để chứa hết quyển sách dƣới dạng file hình ảnh cũng cũng mất rất nhiều dung lƣợng ổ đĩa. Chính những bất tiện trên nhóm quyết định thực hiện đề tài “Thiết Kế Và Chế Tạo Thiết Bị Nhận Dạng Ký Tự Bằng Công Nghệ Xử Lý Ảnh”. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. Thiết kế và chế tạo thiết bị nhận diện ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh: - Phục vụ cho ngƣời dùng muốn chuyển dữ liệu từ file ảnh sang file text. - Vận hành ổn, cơ cấu chính xác, an toàn. - Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh để cải thiện và điều chỉnh sai số của của thiết bị nếu có sau một thời gian vận hành. - Kiểu dáng đơn giản đẹp, thân thiện với môi trƣờng. Trang 2
17. Đồ án tốt nghiệp 1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu. Các vấn đề liên quan đến vấn đề nghiên cứu chế tạo “Thiết bị nhận dạng ký tự bằng công nghệ xử lý ảnh”: - Hình dáng bên ngoài. - Cơ cấu chuyển động. - Các module điều khiển, mạch công suất. - Giải thuật điều khiển. - Giải thuật nhận dạng ký tự bằng xử lý ảnh. - Giá thành hoàn thiện và ứng dụng của sản phẩm. 1.4.2. Phạm vi nghiên cứu. Về phần cứng: - Các bộ phận cấu tạo. - Vi điều khiển chíp Atmega328. - Driver động cơ. - Module bluetooth. Về phần mềm: - Lập trình giao tiếp, truyền nhận dữ liệu qua giao tiếp bluetooth. - Lập điều khiển động cơ bƣớc di chuyển camera. - Lập trình nhận dạng ký tự ký tự. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu. Để hoàn thành tốt mục tiêu của đề tài, phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc đƣa ra là tìm hiểu một số tài liệu nghiên cứu khoa học, một số đề tài của các sinh viên khóa trƣớc có liên quan đến đề tài nhóm đang thực hiện, kế tiếp là tìm hiểu các đề tài trên thế giới có liên quan đến nhận dạng thông qua các trang web cũng nhƣ một số sách liên quan đến đề tài đƣợc trình bày ở phần “Tài Liệu Tham Khảo”. Từ đó rút ra đƣợc nhận xét về việc lựa chọn phƣơng án thiết kế hợp lý. Thiết kế và lắp ráp các chi tiết bằng phần mềm mô phỏng trên máy tính. Từ mô hình thiết kế sau đó sẽ đƣa ra thi công. Sau khi hoàn thiện, sẽ thực hiện việc chạy thử nghiệm sản phẩm để có đƣợc những nhận xét và đánh giá khách quan nhất về những gì đã và chƣa đạt so với mục tiêu đặt ra. Trang 3
18. Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc. 2.1.1. Hệ thống nhận dạng: - Nhận dạng vân tay: Hình 2.1: Nhận diện dấu vân tay. Xử lý nhận dạng vân tay bao gồm hai quy trình thiết yếu: Sự đăng ký (Enrollment ) và sự nhận dạng (Authentication). Hệ thống nhận dạng vân tay so sánh giữa hình ảnh vân tay đầu vào và dữ liệu đã đăng ký trƣớc để xác định vân tay đúng. Ứng dụng trong việc hỗ trợ điều tra tội phạm, và các máy điểm danh chấm công trong các công ty, trƣờng học, . - Hệ thống nhận dạng khuôn mặt: Hệ thống nhận dạng khuôn mặt là một ứng dụng máy tính tự động xác định hoặc nhận dạng một ngƣời nào đó từ một bức hình ảnh kỹ thuật số hoặc một khung hình video từ một nguồn video. Một trong những cách để thực hiện điều này là so sánh các đặc điểm khuôn mặt chọn trƣớc từ hình ảnh và một cơ sở dữ liệu về khuôn mặt. Trang 4
19. Đồ án tốt nghiệp Hình 2.2: Nhận diện khuôn mặt. Hệ thống này thƣờng đƣợc sử dụng trong các hệ thống an ninh và có thể đƣợc so sánh với các dạng sinh trắc học khác nhƣ các hệ thống nhận dạng vân tay hay tròng mắt. - Hệ thống nhận dạng biển số xe: Một số bãi đỗ xe áp dụng phƣơng pháp quản lý thông minh nhƣ ở các tòa nhà chung cƣ cao tầng, BigC , tuy nhiên các hệ thống này không phải là tự động mà là có sự giám sát của các nhân viên trông giữ xe. Quy trình hoạt động: o Đầu tiên camera ghi hình biển số xe và lƣu vào cơ sở dữ liệu, tiếp đó một thẻ từ đƣợc quẹt qua đầu đọc và chứa thông tin hình ảnh của biển số xe vừa chụp. o Thẻ từ này đƣợc giao cho ngƣời gửi xe. o Khi lấy xe ra, ngƣời gửi xe quẹt thẻ qua đầu đọc, mã số thẻ sẽ đƣợc so sánh và hiện hình ảnh chụp biển số xe trƣớc đó, nhân viên sẽ quan chăm chú quan sát xem biển số xe đã lấy ra và biển số xe lúc gửi trong cơ sở dữ liệu có trùng nhau không, nếu trùng thì choqua, nếu không trùng thì yêu cầu dừng lại. Trang 5
20. Đồ án tốt nghiệp Hình 2.3: Nhận diện biển số xe. 2.1.2. Hệ thống nhận dạngký tự: - Phần mềm nhận dạng chữ việt in VnDOCR 4.0. VnDOCR sẽ giúp bạn thu thập thông tin nhờ quá trình quét các loại sách báo thông qua máy quét thành các tệp ảnh và chuyển đổi thành các tệp có định dạng *.doc, *.xls, *.txt, *.rtf, và chỉ cần một chƣơng trình xử lý văn bản thông thƣờng ví dụ nhƣ WORD 2003, 2007, 2012, là có thể dễ dàng chỉnh sửa hợp lý theo ý mình. Hình 2.4: Giao diện phần mềm VnDOCR (nguồn: Môi trƣờng: o PC với hệ điều hành Windows 2000, XP, NT, 7 (32Bit) o Tiện ích: Bộ gõ chữViệt, bộ font ABC, VNI, Unicode, Thông tin đƣa vào: o Quét trực tiếp các loại sách báo, văn bản qua máy quét (VnDOCR tƣơng thích với tất cả các hãng Scanner HP, Kodak, Epson, ). Trang 6
21. Đồ án tốt nghiệp o Đọc và xử lý hơn 30 dạng tệp tin ảnh phổ dụng nhất nhƣ: PCX,BMP, TIF, GIF, JPG, o Ảnh tài liệu quét -> VnDOCR nhận dạng chỉ yêu cầu: ảnh đen/trắng , độphân giải 300 dpi. o Có thể nhận dạng trực tiếp tài liệu quét qua Scanner không cần lƣu trữ dƣới dạng tệp ảnh trung gian. Các trang tài liệu có thể đƣợc quét và lƣu trữ dƣới dạng tệp tin nhiều trang. Kết quả đƣa ra: o Các tệp có định dạng: *.doc, *.xls, *.pdf, o Phần mềm nhận dạng chữ viết VietOCR: o VietOCR có nhiều tính năng nhƣ: hỗ trợ chế độ quét tích hợp, nhận dạng ký tự tiếng Việt trên nhiều dạng ảnh (bmp, jpg, tiff, png), hỗ trợ các tài liệu ảnh nhiều trang và cơ chế xử lý hậu kỳ, giúp khắc phục một số lỗi về ngữ nghĩa, chính tả sau khi xử lý. - Ứng dụng của chƣơng trình VietOCR: Hình 2.5: Ứng dụng VietOCR (nguồn: o VietOCR bao gồm hai phiên bản: phiên bản GUI Form chạy trên Windows (hỗ trợ cả 32/64bit) và phiên bản Swing GUI (sử dụng Java) có thể hoạt động trên nhiều hệ điều hành khác nhau nhƣ: Windows, Linux, Trang 7
22. S K L 0 0 2 1 5 4