Nhập môn lý thuyết nhận dạng Nhận dạng mã vạch

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI TẬP LỚN MƠN Nhập mơn lý thuyết nhận dạng ĐỀ TÀI: Nhận dạng mã vạch Giảng viên hướng dẫn: Nhóm thực hiện: Lớp: Sinh viên thực hiện: Hà Nội, năm 2018 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Xử lý nhận dạng lĩnh vực từ lâu nhiều người quan tâm Nó ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như: y học, thiên văn học, lĩnh vực công nghiệp, người máy,… Ngày giới bên cạnh việc tăng trưởng kinh tế phát triển ngành khoa học kỹ thuật nói chung, mà ngành cơng nghiệp sản xuất ngành có tốc độ phát triển cực nhanh Đối với công tác quản lý mặt hàng sản phẩm tốn nhiều thời gian công sức Mỗi loại mặt hàng yêu cầu cần có mã vạch để phân biệt Đồng thời với mong muốn có hiểu biết sâu lý thuyết nhận dạng nên nhóm em chọn đề tài: “Nhận dạng mã vạch” Em xin chân thành cảm ơn thầy Đỗ Văn Tuấn dạy hướng dẫn để chúng em hồn thành tập lớn đóng góp ý kiến để báo cáo hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khái niệm nhận dạng Nhận dạng – việc xếp đối tượng cụ thể (được thể thuộc tính nó) vào lớp cố định cho trước, theo quy tắc giải định, tương ứng với mục tiêu đề Khả nhận dạng dựa vào tương đồng đối tượng loại Ví dụ: Nhận dạng bệnh theo triệu chứng người bệnh nhận dạng tượng xã hội theo thơng tin thống kê Trích chọn đặc trưng Trích chọn đặc trưng cơng việc thực nhằm biến đổi liệu thô biểu diễn mẫu ban đầu thành liệu hữu ích hơn, có số chiều trước đưa vào cơng đoạn q trình nhận dạng mà khơng làm giảm chất lượng liệu * Ý nghĩa của việc trích chọn đặc trưng: - Số chiều liệu giảm => tăng hiệu tính tốn cơng đoạn sau - Các thuộc tính quan trọng (ít ảnh hưởng đến trình phân lớp) bị loại bỏ - Giải tải thuộc tính số hệ thống nhận dạng - Giảm băng thông liệu đầu vào Tập liệu ban đầu biểu diễn dạng thuộc tính gọi liệu thơ Tập thuộc tính ban đầu lớn Việc giảm số lượng chiều liệu thực cách: - Lựa chọn thuộc tính - Trích rút thuộc tính Theo Isabelle, trích chọn đặc trưng trình chuyển đổi liệu từ dạng biểu diễn thô mẫu nhận dạng tập thuộc tính phù hợp phục vụ cho trình phân loại mẫu Q trình gồm cơng đoạn: ▪ Xây dựng thuộc tính: từ biểu diễn ban đầu n mẫu, thực độ đo, phép biến đổi nhằm tạo them thuộc tính Ví dụ: hai thuộc tính “dài”, “rộng”, ta xây dựng them thuộc tính “diện tích”, tập thuộc tính {dài, rộng, diện tích} • Lựa chọn thuộc tính: từ tập thuộc tính thu sau cơng đoạn xây dựng thuộc tính, ta chon thuộc tính quan trọng, bỏ thuộc tính quan trọng Phân lớp theo khoảng cách Euclidean Phân lớp Bayesian tối ưu đơn giản hóa với giả thiết sau: - Các lớp liệu tuân theo phân bố Gaussian - Dữ liệu tất lớp tuân theo phân bố Gaussian - Ma trận hiệp phương sai giống tất lớp - Ma trận hiệp phương sai ma trận đường chéo phần tử đề hẳng số, nghĩa S= I với I ma trận đơn vị Với tất giả thiết phân lớp Bayesian tối ưu tương đương với phân lớp theo khoảng cách Euclidean gần Nghĩa x gán cho lớp wi có khoảng cách theo chuẩn Euclidean gần nhất: Khái niệm mã số mã vạch Mã vạch (Barcode) dãy vạch khoảng trống song song xen kẽ xếp theo quy tắc mã hóa định để thể mã số (hoặc liệu gồm chữ số) Sự thay đổi độ rộng vạch khoảng trắng biểu diễn thông tin số hay chữ số dạng mà máy vạch đọc có gắn đầu laser (Scanner) nhận đọc Mã số mã vạch thu nhận máy quét mã vạch, máy thu nhận hình ảnh mã vạch in bề mặt chuyển thông tin chứa mã vạch đến máy tính hay thiết bị cần thơng tin Nó thường có nguồn sáng kèm theo thấu kính, để hội tụ ánh sáng lên mã vạch, thu ánh sáng phản xạ cảm quang chuyển hóa tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện Ngồi ra, nhiều máy qt mã vạch có thêm mạch điện tử xử lý tín hiệu thu từ cảm quang để chuyển thành tín hiệu phù hợp cho kết nối với máy tính Mã vạch bao gồm phần: - Mã số hàng hóa - Mã vạch: phần thể mã số vạch máy đọc Một số loại mã vạch phổ biến 6 Có loại mã vạch Có thể nói mã vạch giống đạo quân ký hiệu quen thuộc, chúng xuất khắp nơi, chỗ, hầu hết sản phẩm lưu hành thị trường Ai thấy chúng hiểu rõ ràng chúng Khi hỏi mã số mã vạch đa số người ta biết mã vạch là…Mã vạch Nó biểu tượng, mã hóa số mà người ta khơng hiểu Nói mã vạch có loại sử dụng để lưu trữ số Thực mã số mã vạch gồm nhiều chủng loại khác Tùy theo dung lượng thông tin, dạng thơng tin mã hóa mục đích sử dụng mà người ta chia làm nhiều loại, có dạng thơng dụng thị trường mà ta thấy gồm: UPC, EAN, Code 39, Interleaved 2of 5, Codabar Code 128… Ngoài ra, số loại mã vạch người ta phát triển làm nhiều Version khác nhau, có mục đích sử dụng khác nhau, thí dụ UPC có Version UPC-A, UPC-B, UPC-C, UPC-D UPC-E; EAN có Version EAN-8, EAN-13, EAN-14; Code 128 gồm Code 128 Auto, Code 128-A, Code 128-B, Code 128-C Các đặc tính ưu việt công nghệ mã số vạch  Hiệu suất : Nhận dạng tự động thay ghi chép tay nên giúp: giảm nhân công, tiết kiệm thời gian, dẫn đến tăng hiệu suất cơng việc  Chính xác: với cấu trúc tiêu chuẩn hố, an tồn đơn giản Mã số Mã vạch cho phép nhận dạng xác vật phẩm dịch vụ, thay khâu “nhập” “truy cập” liệu tay, cho “kết quả” xác, khơng nhầm lẫn  Thơng tin nhanh: Mã số mã vạch giúp thu thập cung cấp thông tin nhanh, giúp cho nhà kinh doanh quản lý có định đắn kịp thời hoạt động sản xuất kinh doanh quản lý  Thoã mãn khách hàng: Do tính hiệu suất, xác, thơng tin nhanh, Mã số mã vạch giúp đáp ứng khách hàng mặt thời gian, số lượng hàng, chủng loại, chất lượng hàng dịch vụ, tính tiền nhanh xác, hướng dẫn lựa chọn hàng hoá dịch vụ theo yêu cầu CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Lý chọn đề tài Ngày nay, công nghệ mã vạch trở nên phổ biến nhiều người tin tưởng sử dụng, công nghệ tiếp tục cung cấp nhiều lợi ích lĩnh vực doanh nghiệp Chỉ với số thiết bị in ấn máy in mã vạch máy quét mã vạch doanh nghiệp sử dụng cơng nghệ mã vạch để cải thiện độ xác, tốc độ hiệu mà khơng cần gia tăng chi phí Các sản phẩm đa dạng, đòi hỏi phải có hệ thống tiện lợi thích hợp để kiểm kê hàng hóa, đóng nhãn sản phẩm giúp khách hàng dễ mua đồ Việc điều chỉnh nhãn hiệu quảng cáo cho doanh nghiệp mang lại cho bạn nhiều thời gian tập trung vào nhu cầu cụ thể khách hàng     Nội dung đề tài  Tìm hiểu thơng tin mã số mã vạch  Tìm hiểu cơng đoạn tốn nhận dạng mã số mã vạch Yêu cầu toán o Bài toán mã số mã vạch chia làm giai đoạn: Định vị vùng chứa mã số mã vạch Phân vùng mã số mã vạch Tách ký tự số Nhận dạng số Hướng giải toán *Bước 1: Tiền xử lý - Các ảnh đầu vào chuyển thành ảnh xám theo công thức: - Chuyển sang ảnh nhị phân *Bước 2: Định vị đối tượng ảnh - Để nhận dạng mã số, ta phải tách mã số mã vạch ảnh - Mỗi dòng văn hay ký tự ln có tọa độ chặn tọa độ chặn dưới, ký tự có tọa độ chặn dưới, tọa độ chặn trên, giới hạn trái giới hạn phải - Thuật tốn dò biên tổng qt: + Xác định cặp vùng xuất phát: Cặp vùng xuất phát xác định cách duyệt ảnh từ xuống từ trái sang phải điểm đen gặp với điểm trắng trước ( theo hướng ) để tạo nên cặp vùng xuất phát + Xác định cặp vùng + Lựa chọn điểm biên vùng + Nếu gặp lại cặp xuất phát dừng không quay lại bước *Bước : Nhận dạng ký tự (mã số) Đối sánh mẫu (Template Matching) nhóm kỹ thuật nhằm phân loại đối tượng dựa vào mức độ tương tự đối tượng xem xét với mẫu cho trước hình đa mức xám lớn mẫu, xác định xem đối tượng mẫu có xuất hình hay khơng, có khoanh vùng khu vực tương ứng đó, khơng báo khơng tồn đối tượng Q trình matching tiến hành cách quét hình mẫu từ trái sang phải, từ xuống cho tâm di chuyển qua tất vị trí hình xem xét tính giá trị tham số phân loại vị trí đó, tham số nói lên mức độ khớp mẫu với đối tượng xuất vị trí tương ứng tính tốn hình cho Đảm bảo hình mẫu ln nằm lọt hình xem xét Như trình matching hoàn tất dựa sở xem xét với tọa độ điểm ảnh 10 *Cách xác định tọa độ số: Bắt đầu từ dòng chặn vừa tìm được, duyệt theo chiều dọc tới tung độ dòng chặn dưới, gặp điểm màu đen ghi nhận hồnh độ điểm hồnh độ cột giới hạn trái, không thấy điểm màu đen tiếp tục lại từ đầu cột Tương tự với tọa độ giới hạn phải, bắt đầu dòng chặn trên, duyệt theo chiều dọc tới tung độ dòng chặn , sau hết cột khơng tìm thấy điểm màu đen hồnh độ xét hoành độ cột giới hạn phải ký tự, tìm thấy tiếp tục lại từ đầu cột - Từ tọa độ ban đầu (0,0) duyệt theo chiều ngang để tìm điểm có màu đen mà chưa thấy bắt đầu duyệt lại từ đầu dòng Nếu tìm thấy điểm có màu đen ghi nhận tung độ điểm tung độ dòng chặn dừng duyệt - Với tọa độ chặn xuất phát từ điểm có hoành độ tung độ tung độ dòng chặn theo chiều ngang, sau hết dòng khơng thấy điểm đen ghi nhận tung độ dòng xét tung độ dòng chặn dưới, tìm thấy điểm đen lại xét lại từ dòng *Cách tính tham số phân loại: 11 Chương trình: Ảnh đầu vào: 12 Ảnh nhị phân Đối tượng cắt: 13 KẾT LUẬN Với giúp đỡ bảo tận tình thầy Đỗ Văn Tuấn, sở kiến thức có q trình học tập thời gian nghiên cứu vừa qua nhóm em hồn thành tập lớn môn Nhập môn lý thuyết nhận dạng tiến độ Một lần em xin chân thành cám ơn bạn đặc biệt thầy Đỗ Văn Tuấn tận tình bảo, giúp đỡ để nhóm em hồn thành đề tài 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO scribd.com baigiang.violet.vn Slide Nhập môn lý thuyết nhận dạng Wikipedia.org 15 ... thơng tin mã số mã vạch  Tìm hiểu cơng đoạn tốn nhận dạng mã số mã vạch Yêu cầu toán o Bài toán mã số mã vạch chia làm giai đoạn: Định vị vùng chứa mã số mã vạch Phân vùng mã số mã vạch Tách... số hay chữ số dạng mà máy vạch đọc có gắn đầu laser (Scanner) nhận đọc Mã số mã vạch thu nhận máy quét mã vạch, máy thu nhận hình ảnh mã vạch in bề mặt chuyển thơng tin chứa mã vạch đến máy tính... ràng chúng Khi hỏi mã số mã vạch đa số người ta biết mã vạch là Mã vạch Nó biểu tượng, mã hóa số mà người ta khơng hiểu Nói mã vạch có loại sử dụng để lưu trữ số Thực mã số mã vạch gồm nhiều chủng