Nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun bằng xử lý ảnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, ngày …… tháng …… năm …… BẢN CAM ĐOAN Họ tên học viên: Phạm Văn Trung Ngày sinh: 07/01/1978 Nơi sinh: Cần Thơ Trúng tuyển đầu vào năm:…2012… Là tác giả luận văn: “ Nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh” Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Điện Tử… Mã ngành: 60520114 Bảo vệ ngày: 10 tháng 05… năm 2014 Điểm bảo vệ luận văn:7.6 Tôi cam đoan chỉnh sửa nội dung luận văn thạc sĩ với đề tài theo góp ý Hội đồng đánh giá luận văn Thạc sĩ Các nội dung chỉnh sửa: -Trình bày giải thuật xác định kích thước áo thun ( bổ xung chương 3) -Đưa vào phần giải thích giải thuật xử lý ảnh lại cho sai số đo phận áo lớn nhỏ khác ( Thực chương IV thực nghiệm kết quả, ) - Cần bổ xung thêm chương nói sở lý để xác định kích thước cần đo ( Thực chương II Tổng quan, trang - 10) - Đổi tên đề tài “ Nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh” Người cam đoan (Ký, ghi rõ họ tên) Cán hướng dẫn (Ký, ghi rõ họ tên) Phạm Văn Trung TS Lê Ngọc Bích i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Phạm Văn Trung ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy TS Lê Ngọc Bích, Thầy TS Lê Thanh Hải quý thầy cô môn điện tử góp ý hỗ trợ tơi suốt trình thực hiên Xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô giáo trường đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, giảng dạy truyền đạt kiến thức cho tôi, giúp học tập nghiện cứu trình học cao học trường Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng quản lý khoa học - Đào tạo sau đại học trường đại học Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập làm luận văn cao học trường Xin chân thành cảm ơn anh, chị đồng nghiệp hỗ trợ, giúp đỡ cho tơi q trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn anh, chị học viên cao học ngành “Kỹ thuật điện tử” đóng góp ý kiến cho tơi trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình người bạn ln động viên, ủng hộ Xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2014 Người Thực Phạm Văn Trung iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn trình bày với đề nghị nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh Nhằm phát loại bỏ size áo sai kích thước Luận văn thực hiên với bước sau: - Công nhân trãi áo - Webcam chụp ảnh - Máy tính xử lý - Kết đo kiểm Luận văn thực tính khả thi giải pháp iv ABSTRACT Dissertation is presented with proposal the research solution measured the sizeTshirt by image processing Blase detect and remove the wrong size shirt size Dissertation is done with the following steps: - Workers experiencing shirt - Webcam photographed - Disposing of Computers - Testing results Dissertation perform feasibility of the solution v MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt luận văn iii Abstract iv Mục lục v Danh mục từ viết tắt ix Danh mục bảng biểu x Chương 1: MỞ ĐẦU…………………………………………………………………1 1.1 Giới thiệu 1.2 Tình hình dệt may nước 1.3 Lý chọn đề tài 1.4 Mục tiêu, nhiệm vụ giới hạn đề tài 1.4.1 Mục tiêu 1.4.2 Nhiệm vụ 1.4.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực đề tài 1.4.4 Giới hạn đề tài Chương : TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan áo thun số tiêu chuẩn kích thước 2.1.1 Đặc điểm chung áo thun 2.1.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đế sai số áo 2.2 Quy trình sản xuất áo thun 10 vi 2.2.1 Trải vải 10 2.2.2 Cắt vải 10 2.2.3 In áo, thiêu áo 10 2.2.4 May áo 11 2.2.5 Kiểm tra 11 2.2.6 Hoàn thiện thành phẩm 11 2.3 Q trình kiểm tra kích thước áo thun 12 2.3.1 Kích thước cổ áo 12 2.3.2 Từ vai đến vai 12 2.3.3 Chiều dài tay 12 2.3.4 Chiều rộng tay 12 2.3.5 Chiều dài ngực áo 12 2.3.6 Kích thước áo 12 2.3.7 Kích thước thân áo 12 2.3.8 Các vấn đề tồn 12 2.4 Các vấn đề cần đề cập tập trung giải đề tài 12 Chương : GIẢI THUẬT XỬ LÝ ẢNH 13 3.1 Giới thiệu 13 3.2 Cơ sở lý thuyết 13 3.3 Giới thiệu ảnh số 14 3.4 Cân chỉnh camera 14 3.5 Hệ số cân chỉnh camera 15 vii 3.6 Giải thuật xử lý ảnh 17 3.6.1 Ảnh xám 18 3.6.2 Nhị phân hóa ảnh 19 3.7 Trích vùng chứa áo 20 3.7.1 Biên ảnh 20 3.7.2 Làm biên 20 3.7.3 Kỹ thuật tách biên 21 3.7.3.1 Phương pháp Gradient 21 3.7.3.2 Phương pháp canny 22 3.8 Dò biên dựa theo Canny 23 3.8.1 Sử dụng ngưỡng để tìm đường biên 23 3.8.2 Thuật toán Otsu Thresholding 24 3.8.3 Tìm cặp điểm 25 3.8.3.1 Thuật tốn tìm chiều dài áo 25 3.8.3.2 Thuật toán tìm chiều dài tay áo 26 3.8.3.3 Thuật tốn tìm kích thước áo 27 3.8.3.4 Thuật toán tìm kích thước vai áo 28 3.8.3.5 Thuật tốn tìm kích thước cổ áo 28 3.8.3.6 Thuật tốn tìm kích thước ngực áo 29 Chương 4: THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 30 4.1 Mơ hình thực nghiệm 30 4.2 Lưu đồ hoạt động mơ hình 30 viii 4.3.Đánh giá kết 37 4.3.1 Chiều dài thân áo 37 4.3.2 Chiều rộng ngực 37 4.3 Tay áo 37 4.3.4 Đo vai áo 37 4.3.5 Đo cổ áo 37 4.3.6 Đo đuôi áo 37 Chương : KẾT LUẬN –HƯỚNG PHÁT TRIỂN 38 5.1 Kết luận 38 5.2 Hướng phát triển đề tài 38 Danh mục tài liệu tham khảo 39 ix DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt Giải Thích International Organization for Standardization) ISO 9000-2001 RGB Red – Green – Blune DIP Digital image Proccessing GIS Geographical Information System B/W Black & White f( x,y) Giá trị cường độ điểm ảnh vị trí x,y L Mức xám ảnh P1,p2 xác xuất tiết nghiệm p1(z),p2(z) Hàm mật độ phân bố xác suất pixel đối tượng 25 Hình 3.9 Ảnh thuật tốn ostu 3.8.3 Tìm điểm đặc biệt Việc để phát cặp điểm để tính kích thước áo thun nhiệm vụ tác giả tập trung giải thực luận văn này, kết công việc điều kiện cần để hệ thống hoạt động Nhiệm vụ luận văn xác định sáu kích thước: chiều dài, chiều rộng, tay áo, vai áo, cổ áo đui áo Qua trình áp dụng phép biến đổi hình thái ảnh lên ảnh áo, tác giả nhận thấy kích thước dễ phát kích thước chiều rộng ngực Để tính kích thước chiều rộng ngực ta phải phát hai nách áo Nhờ đặc tính cặp điểm hai nách áo phát chúng 3.8.3.1.Thuật tốn tìm chiều dài áo Sau sử dụng thuật toán tách biên canny đến lúc ảnh vật trở thành khung ảnh nét, dùng hàm LineSegment2D EmguCV kiểm tra cột, hàn, lúc tính tọa độ điểm hai biên Thuật tốn mơ tả sau: Bước 1: Kiểm tra có điểm đặc biệt Bước 2: Dị vị trí có tọa độ 255pixel 26 Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) ( i thay đổi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) ( j thay đổi) Bước 5: Khớp cặp điểm pi,pj, chọn chọn cặp điểm có tọa độ 255pixel Bước 6: Vẽ đường thẳng nối hai điểm ta kích thước chiều dài áo thể qua Hình 3.10 a Ảnh đo thân áo b Ảnh đo thân áo giải thuật Hình 3.10 Ảnh đo thân áo 3.8.3.2 Thuật tốn tìm chiều dài tay áo Bước 1: Kiểm tra có điểm đặc biệt Bước 2: Dị vị trí có tọa độ 255pixel Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) Bước 5: Nối hai điểm có tọa độ 255 pixel Bước 6: Tính cạnh quyền tam giác vng ta có kích thước tay áo thể qua Hình 3.11 27 b Ảnh đo tay áo giải thuật a Ảnh đo tay áo Hình 3.11 Ảnh đo tay áo 3.8.3.3 Thuật tốn tìm kích thước đuôi áo Bước1: Từ đái áo đo lên Bước 2: Dị vị trí có tọa độ 255pixel Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) Bước 5: Nối hai điểm có tọa độ 255 pixel ta kích thước đui áo thể hình 3.12 a Ảnh đo áo b Ảnh đo áo giải thuật Hình 3.12 Ảnh đo áo 28 3.8.3.4 Thuật tốn tìm kích thước vai áo Bước 1: Đo từ hai mép vai áo Bước 2: Dị vị trí có tọa độ 255pixel Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) Bước 5: Nối hai điểm có tọa độ 255 pixel ta kích thước vai áo thể hình 3.13 a Ảnh đo vai áo b Ảnh đo vai áo giải thuật Hình 3.13 Ảnh đo vai áo 3.8.3.5 Thuật tốn tìm kích thước cổ áo Bước 1: Kiểm tra điểm đặc biệt Bước 2: Dị vị trí có tọa độ 255pixel Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) Bước 5: Nối hai điểm có tọa độ 255 pixel ta kích thước vai áo thể hình 3.14 29 b Ảnh đo cổ áo giải thuật a Ảnh đo cổ áo Hình 3.14 Ảnh đo cổ áo 3.8.3.6 Thuật tốn tìm kích thước ngực áo ( chiều rộng) Bước 1: Từ nách áo Bước 2: Dò vị trí có tọa độ 255pixel Bước 3: Kiểm tra hàng từ trái qua lấy điểm có tọa độ pi(xi,yi) Bước 4: Kiểm tra cột từ phải qua lấy điểm có tọa độ pj(xj,yj) Bước 5: Nối hai điểm có tọa độ 255 pixel ta kích thước ngực áo thể hình 3.15 a Ảnh đo ngực áo b Ảnh đo ngực áo giải thuật Hình 3.15 Ảnh đo rộng áo 30 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ Mục đích: Để kiểm chứng giải pháp đề nghị thực nghiệm triển khai sáu kích thước cần đo: Cổ, Tay, Ngực, Đuôi, Vai, Thân áo - Thực nghiệm 20 mẩu đo kích thước - Số liệu đo thể bảng: 4.1, 4.2, 4.3 4.1 Mô hình thực nghiệm Hình 4.1 Mơ hình thực nghiệm 4.2 Lưu đồ hoạt động mơ hình thực nghiệm Webcam Bàn để mẫu Máy tính Hình 4.2 Lưu đồ mơ tả mơ hình 31 Bảng 4.1 Kết đo chiều dài, chiều rộng áo Thời gian Lần Mã đo áo 1 16/02/2014 Chiều dài M(cm) A(cm) Chiều rộng e (cm) M(cm) A(cm) e(cm) 66 65.344 0.656 45 44.312 0.6878 16/02/2014 66 65.608 0.392 45 44.378 0.6217 16/02/2014 66 65.344 0.656 45 44.378 0.6217 16/02/2014 66 65.344 0.656 45 44.378 0.6217 16/02/2014 66 65.476 0.524 45 44.444 0.5556 16/02/2014 66 65.41 0.590 45 44.246 0.754 16/02/2014 66 65.41 0.590 45 44.246 0.754 16/02/2014 66 65.41 0.590 45 44.312 0.6878 16/02/2014 66 65.41 0.590 45 44.312 0.6878 16/02/2014 10 66 65.212 0.788 45 44.312 0.6878 16/02/2014 11 66 65.344 0.656 45 44.378 0.6217 16/02/2014 12 66 65.344 0.656 45 44.312 0.6878 16/02/2014 13 66 65.146 0.854 45 44.312 0.6878 16/02/2014 14 66 65.146 0.854 45 44.312 0.6878 16/02/2014 15 66 65.146 0.854 45 44.312 0.6878 16/02/2014 16 66 65.212 0.788 45 44.048 0.9524 16/02/2014 17 66 65.212 0.788 45 44.246 0.754 16/02/2014 18 66 65.146 0.854 45 44.246 0.754 16/02/2014 19 66 65.013 0.987 45 44.246 0.754 16/02/2014 20 66 65.013 0.987 45 44.246 0.754 32 Sai số trung bình 0.68 Chú thích: M (cm), Đo tay, A( cm) đo giải thuật, e(cm) sai số Hình 4.3 Biểu đồ chiều dài áo Hình 4.4 Biểu đồ chiều rộng áo 0.70 33 Bảng 4.2 Kết đo chiều dài cổ áo,chiều rộng vai áo Thời gian Lần Mã đo áo Chiều dài cổ áo M(cm) A(cm) Chiều rộng vai áo M(cm) A(cm) e(cm) e(cm) 16/02/2014 1 16/02/2014 16/02/2014 17.39 0.606 41 40.41 0.590 18 17.53 0.474 41 40.48 0.524 18 17.39 0.606 41 40.62 0.383 16/02/2014 18 17.46 0.540 41 40.74 0.259 16/02/2014 18 17.46 0.540 41 40.74 0.259 16/02/2014 18 17.46 0.540 41 40.49 0.506 16/02/2014 18 17.46 0.540 41 40.49 0.506 16/02/2014 18 17.86 0.143 41 41.11 -0.111 16/02/2014 18 17.86 0.143 41 40.74 0.259 16/02/2014 10 18 17.53 0.474 41 40.86 0.136 16/02/2014 11 18 17.53 0.474 41 40.86 0.136 16/02/2014 12 18 17.53 0.474 41 40.99 0.012 16/02/2014 13 18 17.53 0.474 41 40.86 0.136 16/02/2014 14 18 17.53 0.474 41 40.86 0.136 16/02/2014 15 18 17.53 0.474 41 40.86 0.136 16/02/2014 16 18 17.53 0.474 41 40.74 0.259 16/02/2014 17 18 17.53 0.474 41 40.74 0.259 16/02/2014 18 18 17.53 0.474 41 40.74 0.259 16/02/2014 19 18 17.53 0.474 41 40.8 0.198 16/02/2014 20 18 17.53 0.474 41 40.8 0.198 18 34 Sai số trung bình 0.473 Chú thích: M (cm), Đo tay, A( cm) đo giải thuật, e(cm) sai số Hình 4.5 Biểu đồ chiều dài cổ áo Hình 4.6 Biểu đồ chiều dài vai áo 0.1725 35 Bảng 4.3 Kết đo chiều dài tay áo,chiều rộng đui áo Lần Mã đo áo M(cm) 16/02/2014 1 15 14.595 0.405 46 45.503 0.497 16/02/2014 15 14.801 0.199 46 45.304 0.696 16/02/2014 15 14.685 0.315 46 45.503 0.497 16/02/2014 15 14.447 0.553 46 45.635 0.365 16/02/2014 15 14.505 0.495 46 45.635 0.365 16/02/2014 15 15.044 -0.044 46 45.437 0.563 16/02/2014 15 15.383 -0.383 46 45.437 0.563 16/02/2014 15 14.923 0.077 46 45.503 0.497 16/02/2014 15 14.923 0.077 46 45.503 0.497 16/02/2014 10 15 14.454 0.546 46 45.569 0.431 16/02/2014 11 15 15.383 -0.383 46 45.701 0.299 16/02/2014 12 15 14.743 0.257 46 45.635 0.365 16/02/2014 13 15 14.833 0.167 46 45.569 0.431 16/02/2014 14 15 14.833 0.167 46 45.569 0.431 16/02/2014 15 15 14.833 0.167 46 45.569 0.431 16/02/2014 16 15 15.25 -0.250 46 45.503 0.497 16/02/2014 17 15 15.25 -0.250 46 45.503 0.497 16/02/2014 18 15 15.25 -0.250 46 45.503 0.497 16/02/2014 19 15 14.479 0.521 46 45.569 0.431 16/02/2014 20 15 14.479 0.521 46 45.569 0.431 Sai số trung bình 0.175 Thời gian Chiều rộng đui áo Chiều dài tay áo A(cm) e(cm) M(cm) A(cm) e(cm) 0.127 36 Chú thích: M (cm), Đo tay, A( cm) đo giải thuật, e(cm) sai số Hình 4.7 Biểu đồ chiều dài tay áo Hình 4.8 Biểu đồ chiều dài đui áo 37 4.3 Đánh gía kết Giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh số kết sau: 4.3.1 Chiều dài thân áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.68cm ( kích thước mục tiêu đề 1cm) 4.3.2 Chiều dài ngực áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.70cm ( kích thước mục tiêu đề 1cm) 4.3.3 Chiều dài cổ áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.473cm ( kích thước mục tiêu đề 1cm) 4.3.4 Chiều dài vai áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.1725cm ( kích thước mục tiêu đề 1cm) 4.3.5 Chiều dài tay áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.175cm ( kích thước mục tiêu đề 1,5cm) 4.3.6 Chiều dài đui áo Đạt mục tiêu đề kích thước đo giải thuật với sai số 0.125cm ( kích thước mục tiêu đề 1cm) 38 CHƯƠNG KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Đề tài:”Nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh’’ giải vấn đề sau - Tự động hóa tốn đo kích thước áo thun xử lý ảnh - Thuật toán đề nghị kiểm chứng số mẫu tối thiểu theo yêu cẩu kiểm chứng tính khả thi giải pháp 5.2 Hướng phát triển Để đưa giải pháp vào sản xuất cần nghiên cứu thêm vấn đề sau: - Bài toán chãy áo bàn - Bài toán suất 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lương Mạnh Bá , Nguyễn Thanh Thủy, Nhập môn xử lý ảnh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 [2] Rafael C.Gonzales, Richard E.Wood, Steven L.Eddins,Digital image processing using Matlab, 1993 [3] Học viện cơng nghệ bưu viễn thơng, giáo trình xử lý ảnh, Hà Nội, năm 2006 [4] Rafael C.Gonzales, Richard E.Wood, Digital image [3] Image Processing Toolbox, Matlab 7.0 processing, 1993 [5] Walid A Salameh, Mohammed A Otair, Online Handwritten Character Recognition using an Optical Backpropagation Neural network [6] Haim Cohen – Gadi Berman , Car license plate Recognition, 2002 [7] D.A.Duc, L.Du, T D Tuan, Building an automatic vehicle licence plate recognition System, 2005 [8] Stockholm, Sweden ,Low- Cost Real Time license plate recognition for a Vehicle PC,2006 [9] Roger W.Ehrich, Calvin J.Ribben, Chris L.Wyatt, A Lynn Abbott, Experiments in image segmentation for automatic us license plate recognition, 2004 [10] http://www.java2s.com/Tutorial/CSharp/0470,Windows-Presentation Foundation CreatingLines.htm [11] http://www.endmemo.com/sconvert/pixelpoint.php [12] http://devmag.org.za/2011/04/05/bzier-curves-a-tutorial/ ... nghị nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh Nhằm phát loại bỏ size áo sai kích thước Luận văn thực hiên với bước sau: - Công nhân trãi áo - Webcam chụp ảnh - Máy tính xử lý - Kết đo. .. xuất áo thun 11 Hình 2.3 Ảnh đo cổ áo 12 Hình 2.4 Ảnh đo vai áo 12 Hình 2.5 Ảnh đo tai áo 12 Hình 2.6 Ảnh đo chiều rộng tai áo 13 Hình 2.7 Ảnh đo chiều dài ngực áo 13 Hình 2.8 Ảnh đo đái áo 13... 1241840019 I.Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp đo kích thước áo thun xử lý ảnh II.Nhiệm vụ nội dung: - Xây dựng giải thuật - Lập trình xử lý ảnh phần mềm c sharp - Kiểm tra kích thước áo thun - Đánh giá