Đang tải... (xem toàn văn)
Trong thời đại công nghệ số, trí tuệ nhân tạo là một trong những lĩnh vực được đầu tư mạnh mẽ nhằm tạo ra những sản phẩm, dịch vụ có tính ứng dụng cao, đáp ứng nhu cầu của người dùng. Trong ngành Khoa học máy tính, việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giải quyết các vấn đề trong đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông, là một hướng đi đầy tiềm năng. Chính vì vậy, nhóm chúng em đã quyết định nghiên cứu và phát triển hệ thống nhận diện biển số xe đại học Công Nghiệp Hà Nội, với hy vọng đóng góp tích cực vào việc cải thiện chất lượng giao thông tại địa phương. Nhận diện biển số xe là một bài toán quan trọng trong lĩnh vực giao thông, đặc biệt là trong bối cảnh số lượng xe cộ đang ngày càng tăng cao. Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo vào giải quyết bài toán này không chỉ giúp cho quá trình kiểm soát giao thông trở nên nhanh chóng, chính xác mà còn giúp cho việc quản lý, giám sát giao thông tại các khu vực đông đúc được thuận tiện hơn. Với cách tiếp cận đối tượng nhận dạng theo phương pháp trí tuệ nhân tạo, chúng em tự tin rằng hệ thống nhận diện biển số xe đại học Công Nghiệp Hà Nội sẽ giúp giảm thiểu tình trạng ùn tắc, nâng cao hiệu quả quản lý giao thông và đảm bảo an toàn cho người tham gia giao thông.
BỘ CÔNG THƯƠNG CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ SỞ NGÀNH Mã lớp độc lập: IT6046.1(20222IT6046001) HỆ THỐNG NHẬN DIỆN BIỂN SỐ XE ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI GV hướng dẫn: Thạc sĩ Lê Như Hiền Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm Đỗ Xuân Hải MSV: 2021602604 Lớp: KHMT01 K16 Đặng Quốc Diệu MSV: 2021601158 Lớp: KHMT01 K16 Đỗ Huy Hoàng MSV: 2021600158 Lớp: KHMT01 K16 Nguyễn Việt Hoàng MSV: 2019600835 Lớp: KHMT01 K14 Nguyễn Hồng Quân MSV: 2021600807 Lớp: KHMT01 K16 Hà Nội - Năm 2023 LỜI CẢM ƠNI CẢM ƠNM ƠNN Trước tiên với tình cảm sâu sắc chân thành nhất, cho phép chúng em bày tỏ lịng biết ơn đến tất thầy nhà trường tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ chúng em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Trong suốt thời gian từ bắt đầu môn học, chúng em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cơ bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý thầy cô khoa Công nghệ thông tin – trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian diễn môn học Nhờ có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy cô nên đề tài nghiên cứu chúng em hồn thiện tốt đẹp Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn cô Lê Như Hiền - người trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn chúng em hoàn thành tốt báo cáo thời gian qua Bài báo cáo thực tập thực khoảng thời gian tháng Kiến thức chúng em cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức chúng em lĩnh vực hồn thiện đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức Chúng em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Thực trạng vấn đề quản lý xe 1.2 Giải pháp lý thực đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Các kiến thức, kỹ cần thiết để thực chủ đề CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT VỀ HỆ THỐNG 2.1 Khảo sát trạng 2.2 Mơ tả nghiệp vụ tốn 2.3 Xác định tài nguyên hệ thống 2.3.1 Tài nguyên phần cứng 2.3.2 Tài nguyên phần mềm 2.3.3 Tài nguyên liệu 2.3.4 Tài nguyên mạng 2.3.5 Tài nguyên nhân lực CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 3.1 Khái niệm toán xử lý ảnh 3.2 Các phương pháp xử lý ảnh 3.3 Phương pháp xử lý nhóm đề xuất 3.3.1 Thu thập mẫu hình ảnh 3.3.2 Tách ký tự KẾT LUẬN Kết đạt Những khó khăn hạn chế Hướng phát triển TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNGC BẢM ƠNNG Bảng Bảng BIENSO 18 Bảng 2 Bảng THONGTIN 18 DANH MỤC BẢNGC HÌNH ẢM ƠNNH Hình Biển số xe chụp camera 22 Hình Ảnh trước sau xử lý xám 23 Hình 3 Sơ đồ phát vùng chứa biển số 25 Hình Hình ảnh biển số cắt 26 Hình Hình ảnh biển số cắt hồn chỉnh 26 Hình Sơ đồ phân tách kí tự 27 Hình Hình ảnh biển số xe thu 27 MỞ ĐẦU ĐẦUU Lý chọn đề tài Trong thời đại công nghệ số, trí tuệ nhân tạo lĩnh vực đầu tư mạnh mẽ nhằm tạo sản phẩm, dịch vụ có tính ứng dụng cao, đáp ứng nhu cầu người dùng Trong ngành Khoa học máy tính, việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào giải vấn đề đời sống, đặc biệt lĩnh vực giao thông, hướng đầy tiềm Chính vậy, nhóm chúng em định nghiên cứu phát triển hệ thống nhận diện biển số xe đại học Công Nghiệp Hà Nội, với hy vọng đóng góp tích cực vào việc cải thiện chất lượng giao thông địa phương Nhận diện biển số xe toán quan trọng lĩnh vực giao thông, đặc biệt bối cảnh số lượng xe cộ ngày tăng cao Việc áp dụng trí tuệ nhân tạo vào giải tốn khơng giúp cho q trình kiểm sốt giao thơng trở nên nhanh chóng, xác mà cịn giúp cho việc quản lý, giám sát giao thơng khu vực đông đúc thuận tiện Với cách tiếp cận đối tượng nhận dạng theo phương pháp trí tuệ nhân tạo, chúng em tự tin hệ thống nhận diện biển số xe đại học Công Nghiệp Hà Nội giúp giảm thiểu tình trạng ùn tắc, nâng cao hiệu quản lý giao thông đảm bảo an tồn cho người tham gia giao thơng Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài chúng em tìm hiểu, phân tích hệ thống nhận diện biển số xe đại học Công Nghiệp Hà Nội Chúng em hy vọng hệ thống mang lại lợi ích cho hai bên áp dụng vào thực tiễn hiệu Đối tượng nghiên cứu Hệ thống nhận diện biển số xe Nhiệm vụ nghiên cứu Nhiệm vụ cần đạt nhóm: - Hiểu quy trình hoạt động hệ thống - Nắm ưu nhược điểm hệ thống, từ đưa giải pháp - Nghiên cứu yêu cầu phần cứng phần mềm hệ thống - Phân tích hệ thống - Đánh giá kết đạt Giới hạn phạm vi nghiên cứu Giới hạn nghiên cứu - Tập trung vào tìm hiểu phân tích hệ thống, chưa hướng tới xây dựng, cài đặt hệ thống Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu hệ thống nhận diện biển số xe áp dụng cho việc trông giữ xe bãi đỗ xe trường đại học Công Nghiệp Hà Nội Phương pháp nghiên cứu Để triển khai hệ thống nhận dạng biển số xe trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Khảo sát thực tế: Nhóm nghiên cứu tiến hành khảo sát thực tế quy trình quản lý kiểm định phương tiện trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Điều liên quan đến việc quan sát hệ thống quản lý bãi đậu xe tại, xác định điểm mạnh điểm yếu nó, đồng thời phân tích thách thức mà hệ thống phải đối mặt - Đánh giá tài liệu: Nhóm nghiên cứu xem xét tài liệu liên quan nghiên cứu hệ thống nhận dạng biển số xe, xử lý hình ảnh, học máy, nhận dạng ký tự phân tích liệu Điều cung cấp cho nhóm hiểu biết lý thuyết khái niệm kỹ thuật liên quan đến việc triển khai hệ thống nhận dạng biển số xe - Áp dụng kiến thức học: Nhóm áp dụng kiến thức lý thuyết thu qua việc xem xét tài liệu để thiết kế triển khai hệ thống nhận dạng biển số xe Điều liên quan đến việc lựa chọn kỹ thuật xử lý hình ảnh, thuật tốn máy học kỹ thuật nhận dạng ký tự phù hợp để nhận dạng biển số xe cách xác hiệu - Hợp tác nhóm: Nhóm cộng tác làm việc để thiết kế phát triển hệ thống nhận dạng biển số xe Mỗi thành viên nhóm mang kỹ chuyên môn cụ thể họ vào dự án, chẳng hạn quản lý dự án, phân tích liệu kỹ kỹ thuật Bằng cách sử dụng kết hợp phương pháp nghiên cứu, nhóm thiết kế triển khai hệ thống nhận dạng biển số xe hiệu quả, đáp ứng nhu cầu cụ thể Đại học Cơng nghiệp Hà Nội Bố cục Ngồi phần: Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo, nội dung chủ yếu báo cáo trình bày theo chương: Chương 1: Tổng quan đề tài Chương 2: Khảo sát hệ thống Chương 3: Phân tích hệ thống CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Thực trạng vấn đề quản lý xe Việc quản lý phương tiện khuôn viên trường đại học trở thành vấn đề ngày cấp bách năm gần đây, đặc biệt cung cấp chỗ đậu xe cho sinh viên sử dụng ô tô, xe máy phương tiện giao thông giới khác để học nhà Khi nhu cầu không gian tăng lên, bãi đỗ xe ngày trở nên đông đúc khó quản lý, thường dẫn đến chậm trễ thời gian chờ đợi lâu cho sinh viên giảng viên muốn đỗ xe Những thách thức mà nhà quản lý bãi đỗ xe phải đối mặt bối cảnh lớn Để đảm bảo sở họ hoạt động trơn tru an tồn, họ phải tìm cách cải thiện tốc độ hiệu hoạt động đỗ xe, đồng thời thực biện pháp để đảm bảo việc vào kiểm soát giám sát chặt chẽ Để làm điều này, nhiều nhà quản lý chuyển sang sử dụng thiết bị giải pháp công nghệ, chẳng hạn hệ thống đỗ xe tự động, phần mềm nhận dạng biển số công cụ tiên tiến khác giúp hợp lý hóa quy trình đỗ xe giảm nhu cầu sử dụng lao động người Nhìn chung, mục tiêu tìm giải pháp quản lý bãi đậu xe hiệu giúp giảm bớt gánh nặng cho sở đậu xe trường đại học đảm bảo sinh viên nhân viên đến trường mà không bị chậm trễ thất vọng Bằng cách khám phá công nghệ kỹ thuật có, nhà quản lý bãi đỗ xe phát triển chiến lược sáng tạo để quản lý nhu cầu đỗ xe cải thiện chất lượng tổng thể trải nghiệm vận chuyển khuôn viên trường 1.2 Giải pháp lý thực đề tài Việc triển khai hệ thống nhận dạng biển số xe mang lại nhiều lợi ích cho trường đại học, bao gồm cải thiện an ninh, tiết kiệm thời gian nâng cao khả thu thập liệu Dưới số lý công nghệ ngày trở nên phổ biến nhà quản lý trường học: - Cải thiện an ninh: Bằng cách tự động xác định phân loại biển số xe, hệ thống nhận dạng biển số xe giúp trường đại học giám sát bảo vệ khuôn viên họ hiệu Cơng nghệ xác minh danh tính phương tiện ủy quyền, cảnh báo nhân viên an ninh mục nhập trái phép giảm nguy đe dọa an ninh tiềm ẩn - Tiết kiệm thời gian: Hệ thống nhận dạng biển số xe giúp trường đại học tiết kiệm thời gian nguồn lực cách tự động hóa quy trình kiểm tra phương tiện vào khn viên trường Điều loại bỏ nhu cầu kiểm tra thủ công giảm thời gian chờ đợi cho người lái xe Bằng cách hợp lý hóa hoạt động đỗ xe, trường đại học tạo trải nghiệm vận chuyển khuôn viên trường hiệu thân thiện cho sinh viên giảng viên - Thu thập liệu: Một ưu điểm khác hệ thống nhận dạng biển số xe thu thập lưu trữ liệu phương tiện vào sở Dữ liệu sử dụng để theo dõi mẫu lưu lượng truy cập, xác định khu vực có nhu cầu cao tắc nghẽn xác định xác vấn đề tiềm ẩn với sở hạ tầng giao thông khuôn viên trường Ngồi ra, cơng cụ có giá trị để theo dõi chuyển động cá nhân nhóm có lợi ích trường hợp xảy cố an ninh 10 - Một số mẫu cổng kiểm soát hay dùng hệ thống điểm danh tự động, kiểm soát vào 2.3.2 Tài nguyên phần mềm - Phần mềm quản lý web/app - Phần mềm quản lý CSDL - Phần mềm bảng tính - Phần mềm thống kê 2.3.3 Tài nguyên liệu Bảng BIENSO TÊN TRƯỜNG KIỂU DỮ LIỆU KHÓA PK GHI CHÚ MaXe Nvarchar (30) Mã xe BienSo Nvarchar (30) Biển số xe TrangThai Boolean Trạng thái xe Ngay Datetime Ngày ThoiGianVao Datetime Thời gian vào ThoiGianRa Datetime Thời gian Bảng 2.1 Bảng BIENSO Bảng THONGTIN TÊN TRƯỜNG KIỂU DỮ LIỆU KHÓA GHI CHÚ MaXe Nvarchar (30) PK, FK Mã xe MaSV Nvarchar (30) PK, FK Mã sinh viên SoLan int Số lần gửi xe DuLieu Nvarchar(100) Thông tin xe VeXe Nvarchar(30) Thông tin vé xe Bảng 2.2 Bảng THONGTIN 17 2.3.4 Tài nguyên mạng Nếu hệ thống triển khai môi trường offline, sử dụng liệu từ camera phần mềm nhận diện khuôn mặt để xác định phương tiện vào khơng cần đến tài ngun mạng Bên cạnh đó, hệ thống sử dụng mạng LAN (Local Area Network) để kết nối thiết bị, camera, máy tính để xử lý hình ảnh, sở liệu, server, hệ thống lưu trữ, Ngồi ra, hệ thống cịn sử dụng mạng WAN (Wide Area Network) để kết nối địa điểm khác nhau, 2.3.5 Tài nguyên nhân lực Quản lý xe, bảo vệ người trực tiếp sử dụng phần mềm, hệ thống để quản lý xe Những người sử dụng phần mềm cần có kỹ cơng nghệ sử dụng phần mềm, tìm hiểu sử dụng chức phần mềm Ngồi cần có chuyên gia, kỹ sư công nghệ thông tin tham gia để bảo trì, nâng cấp hệ thống; đảm bảo tính ổn định, xác bảo mật hệ thống 18 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG 3.1 Khái niệm tốn xử lý ảnh Xử lý hình ảnh lĩnh vực nghiên cứu bao gồm xử lý phân tích hình ảnh kỹ thuật số để trích xuất thơng tin có ý nghĩa nâng cao chất lượng hình ảnh Nó có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn chăm sóc sức khỏe, công nghệ thông tin, công nghiệp, nghệ thuật, giải trí nhiều lĩnh vực khác Có nhiều loại vấn đề xử lý hình ảnh, chẳng hạn như: - Tiền xử lý: Điều bao gồm tác vụ loại bỏ nhiễu, điều chỉnh độ tương phản, độ sáng cân màu sắc lọc hình ảnh để nâng cao chất lượng hình ảnh chuẩn bị cho trình xử lý - Nhận dạng phân loại hình ảnh: Điều bao gồm tác vụ phát đối tượng, phân loại hình ảnh, nhận dạng khn mặt, nhận dạng biển số xe, nhận dạng chữ viết tay tác vụ khác yêu cầu xác định phân loại đặc điểm hình ảnh - Trích xuất tính năng: Điều liên quan đến việc trích xuất thơng tin hữu ích từ hình ảnh, chẳng hạn tính đối tượng, hình dạng, kích thước, độ phân giải thông tin liên quan khác - Tạo hình ảnh: Điều liên quan đến việc tạo lại, khơi phục tạo hình ảnh từ thơng tin liên quan đến hình ảnh Một số kỹ thuật thường sử dụng xử lý ảnh bao gồm lọc thông tin, biến đổi Fourier, phân đoạn ảnh, phân tích thành phần chính, mạng thần kinh, học sâu nhiều kỹ thuật khác 19 3.2 Các phương pháp xử lý ảnh Biến đổi hình học: Làm thay đổi hình dạng, vị trí, kích thước ảnh phép biến đổi hình học xoay, thu phóng, cắt, lật, Lọc ảnh: Sử dụng lọc khác để làm mờ, sắc nét, loại bỏ nhiễu, giảm thiểu rung lắc, cân màu sắc, nâng cao độ tương phản, Nhận dạng đối tượng: Phát hiện, trích xuất nhận dạng đối tượng ảnh thuật toán máy học mạng nơ-ron, SVM, Trích xuất đặc trưng: Tìm đặc trưng quan trọng ảnh để phục vụ cho toán nhận dạng, phân loại phân đoạn ảnh Phân đoạn ảnh: Chia ảnh thành vùng có ý nghĩa khác thuộc lớp phương pháp k-means, mơ hình học sâu, Tăng cường ảnh: Tăng độ phân giải, tăng độ sáng, tăng độ tương phản, tạo hiệu ứng màu sắc, Học sâu: Sử dụng mơ hình học sâu CNN, GAN, Autoencoder để giải toán phân loại, phân đoạn, tạo ảnh mới, Phân tích ảnh y tế: Nhận dạng bệnh, đánh giá chẩn đốn, đo lường kích thước, đánh giá chất lượng, 3.3 Phương pháp xử lý nhóm đề xuất 3.3.1 Thu thập mẫu hình ảnh - Chụp hình camera 20