Với sự tăng trưởng ngày càng mạnh mẽ của công nghệ số thì việc kiểm tra dữ liệu, thông tin của một sản phẩm hoặc cá nhân tổ chức nào đó một cách nhanh chóng và thuận tiện là điều vô cùng quan trọng. Vì lý do đó mã qrcode được ra đời nhằm đáp ứng tối đa những yêu cầu trên. Mã QR đang rất được giới marketing và quảng cáo chuộng dùng cho các ý tưởng quảng cáo tạp chí, trên các băng ghế công viên, xe buýt, đóng gói sản phẩm hay bất kỳ sản phẩm vật lý nào mà người tiêu dùng muốn tìm hiểu thêm thông tin về nó. Ngoài ra các công ty xí nghiệp hoặc các trường học cũng đều có thể sử dụng mã qrcode để lưu trữ thông tin của nhân viên cũng như sinh viên học sinh của mình để phục vụ cho việc điểm danh, điểm chuyên cần của nhân viên và học sinh của mình một cách nhanh chóng và thuận tiện nhất. Vì vậy chúng em đã nghiên cứu phương pháp nhận dạng ảnh tự động bằng QRcode với mục đích nghiên cứu tìm hiểu và xây dựng hệ thống tạo mã qrcode để phục vụ cho các ứng dụng của công nghiệp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC TIỂU LUẬN XỬ LÝ ẢNH ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC ỨNG DỤNG CHUNG CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG CÔNG NGHIỆP VÀ MỘT PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG ẢNH (IMAGE RECOGNITION) TRONG CÔNG NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Huỳnh Đình Viên Mã sinh viên : 5851031045 Lớp: Tự Động Hoá K58 Giáo viên hướng dẫn: Mai Vinh Dự TP HỒ CHÍ MINH, Tháng năm 2021 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em suốt trình học Và đặc biệt, môn học Xử Lý Ảnh thầy Mai Vinh Dự tận tình giảng dạy, truyền đạt thêm cho em kiến thức hay môn học Em xin chân thành cảm ơn thầy tận tâm hướng dẫn suốt trình học tập Bước đầu vào thực tế, kiến thức chúng em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy để kiến thức em hoàn thiện Em xin gửi đến thầy lời chúc tốt đẹp sống Kính chúc quý thầy dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Em xin trân trọng cảm ơn! TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 Sinh viên thực Huỳnh Đình Viên Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 i Mục lục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG CÔNG NGHIỆP 1.1 PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CHUNG CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG Các ứng dụng chung xử lý ảnh công nghiệp 1.1.1 Nhận diện/kiểm tra ngoại dạng sản phẩm 1.1.2 Nhận diện/kiểm tra màu sắc .2 1.1.3 Đo lường/kiểm tra kích thước khơng tiếp xúc 1.1.4 Kiểm tra kí tự quang học (OCV) 1.1.5 Điều hướng Robot 1.1.6 Đọc mã vạch .5 1.1.7 Giám sát sản phẩm thành phần lắp ráp 1.1.8 Theo dõi khiếm khuyết .7 1.1.9 Kiểm tra 3D 1.1.10 Phân tích văn viết tay 1.2 Lợi ích 10 CHƯƠNG NGHIỆP PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QR-CODE TRONG CÔNG 11 2.1 Đặt vấn đề 11 2.2 Giới thiệu QR-CODE 11 2.2.1 QR-CODE: Mã vạch giới 11 2.2.2 Thuật toán QR-CODE 12 2.2.3 Tạo mã sửa lỗi .15 2.2.4 Chọn mẫu mặt nạ phù hợp .16 2.2.5 Thêm thông tin phiên 18 2.2.6 Thêm liệu bist 19 2.2.7 Sắp xếp theo cột từ lên .20 2.2.8 Hoàn tất QR-CODE 21 Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 ii Mục lục CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QRCODE 22 3.1 Code chương trình 22 3.2 Kết thu 23 Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 iii Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sản phẩm kiểm tra bị lỗi Hình 1.2 Sản phẩm kiểm tra khơng lỗi .2 Hình 1.3 Phát nhựa màu xanh cịn sót khn .3 Hình 1.4 Phát nhựa màu xanh khơng cịn khn Hình 1.5 Đo kích thước kềm camera Hình 1.6 Kiểm tra chất lượng bề mặt sản phẩm camera công nghiệp .4 Hình 1.7 Điều hướng tay robot gắp tơm camera .5 Hình 1.7 Đọc mã vạch phương pháp xử lý ảnh Hình 1.8 Cơng đoạn giám sát sản phẩm sử dụng xử lý ảnh .7 Hình 1.9 Ứng dụng xử lý ảnh để theo dõi dây chuyền sản xuất Hình 1.10 Kiểm tra 3D sản phẩm sử dụng xử lý ảnh Hình 1.11 Phân tích chữ viết Hình 2.1 Hình ảnh mã QR code .12 Hình 2.2 Thuật tốn QR-CODE .12 Hình 2.3 Sắp xếp theo cột 20 Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 iv Mở đầu MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Ngày nay, khoa học công nghệ phần tất yếu sống người Cùng với phát triển xã hội thời đại, chúng có ứng dụng ảnh hưởng sâu sắc đến nhiều lĩnh vực đời sống Nó phục vụ người từ việc giải trí, kinh doanh, liên lạc đặc biệt vấn đề phức tạp khoa học kỹ thuật ứng dụng vào công nghiệp Càng ngày, thời gian gia tăng tốc độ phát triển khoa học kỹ thuật tăng cao Như vậy, ta dễ dàng nhìn thấy khả thu thập xử lý thơng tin (hình ảnh, âm thanh, lời nói, văn bản…) gần vơ hạn máy tính điện tử, thiết bị điều khiển, có câu hỏi đặt là: Con người phải làm với khối tri thức khổng lồ ngày tăng nhanh tới mức tưởng tượng thu thập cách vơ dễ dàng? Để trả lời phần câu hỏi đó, mơn xử lý ảnh đời nhằm tối ưu thơng tin mà hình ảnh mang lại, giảm thiểu độ sai lệch thơng tin qua hình ảnh Do xử lý ảnh ngày phát triển tiến hình ảnh phương thức giao tiếp thông tin nhanh, dễ dàng rõ rang đặc biệt công nghiệp Cho nên nhóm chúng em làm tiểu luận nhằm tìm hiểu môt phương pháp nhận dạng ảnh từ xây dựng ứng dụng nhằm phục vụ q trình xử lý ảnh cơng nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Phân tích ứng dụng chung xử lý ảnh công nghiệp phương pháp nhận dạng ảnh Xây dựng ứng dụng dùng phương pháp nhận dạng ảnh công nghiệp Kết cấu báo cáo đề tài Mở đầu CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CHUNG CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QR-CODE TRONG CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QR-CODE Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 Chương 1: Phân tích ứng dụng chung xử lý ảnh cơng nghiệp CHƯƠNG PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CHUNG CỦA XỬ LÝ ẢNH TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Các ứng dụng chung xử lý ảnh công nghiệp 1.1.1 Nhận diện/kiểm tra ngoại dạng sản phẩm Sản phẩm sau lắp ráp hay gia công cần kiểm ngoại dạng trước chuyển sang công đoạn để đảm bảo không để lọt sản phẩm lỗi tới khách hàng Thông thường công đoạn kiểm tra người thao tác (công nhân) trực tiếp dùng mắt kiểm tra với quy trình định Việc có nhiều ưu điểm song lại khơng đạt độ xác cao mà nhà sản xuất mong muốn Do việc áp dụng công nghệ xử lý ảnh để nhận diện/kiểm tra ngoại dạng sản phẩm điều cần thiết Hình 1.1 Sản phẩm kiểm tra bị lỗi Hình 1.2 Sản phẩm kiểm tra không lỗi 1.1.2 Nhận diện/kiểm tra màu sắc Màu sắc sử dụng nhiều xử lý ảnh như: Nhận diện sản phẩm, phân loại sản phẩm, kiểm tra bề mặt v.v Việc sử dụng cảm biến màu hiệu bạn kiểm tra khu vực nhỏ, khu vực cần kiểm tra có diện tích lớn tốn phức tạp khiến bạn phải thay đổi phương án xử lý Và sử dụng Camera lựa chọn tối ưu thay thếcảm biến màu Bạn tưởng tượng bạn sử dụng camera độ phân giải 640×480 (px) tức bạn có 640×480 =307.200 điểm ảnh điểm ảnh coi cảm biến có độ phân giải 24bits mang lại cho bạn kết nhận diện hay kiểm tra sản phẩm dựa vào màu sắc hiệu Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 Chương 1: Phân tích ứng dụng chung xử lý ảnh cơng nghiệp Hình 1.3 Phát nhựa màu xanh cịn sót khn Hình 1.4 Phát nhựa màu xanh khơng cịn khn 1.1.3 Đo lường/kiểm tra kích thước khơng tiếp xúc Các phép đo truyền thống thực với dụng cụ đo (đã hiệu chỉnh xác) người thực đo phải huấn luyện kĩ thuật đo đảm bảo kết đo có độ tin cậy cao Khi sản xuất hàng loạt, sản phẩm nhiều & nhỏ, khiến cho việc kiểm tra kích thước sản phẩm người trở nên khó khăn tốn Vì ta cần giải pháp tối ưu hiệu giải pháp đo kiểm kích thước khơng tiếp xúc dùng camera giúp xác định xác khoảng cách, góc, diện tích, độ khớp đường, độ khớp trịn … Từ nhà máy bạn tiết kiệm nhiều chi phí nhân cơng, giảm tối đa sai sót so với phương pháp đo kiểm truyền thống Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 Chương 1: Phân tích ứng dụng chung xử lý ảnh cơng nghiệp Hình 1.5 Đo kích thước kềm camera 1.1.4 Kiểm tra kí tự quang học (OCV) Ứng dụng kiểm tra kí tự quang học ứng dụng xác minh kí tự ngày tháng, mã sản phẩm… in bao bì sản phẩm Giải pháp OCV dựa phơng chữ có sẵn lấy mẫu trực tiếp giúp việc xác minh chất lượng in trở nên vô đơn giản Thời gian xử lý hình ảnh vơ thấp kết hợp với Camera đọc hình tốc độ cao hồn tồn đáp ứng yêu cầu sản xuất với suất lên đến hàng nghìn sản phẩm Hình 1.6 Kiểm tra chất lượng bề mặt sản phẩm camera cơng nghiệp Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 Chương 1: Phân tích ứng dụng chung xử lý ảnh công nghiệp 1.1.5 Điều hướng Robot Trong nhiều công việc khan nguồn lao động phải hạn chế sử dụng người sử dụng Robot giải pháp thay Robot đóng vai trò cấu chấp hành, nhận mệnh lệnh từ điều khiển hay máy tính để gắp/hút/nhặt sản phẩm xếp/thả chúng vào vị trí khác lập trình sẵn Nhưng điều khiển cần liệu để xử lý đưa định điều khiển Robot, liệu đưa từ cảm biến camera, với quy trình phức tạp camera giải pháp tối ưu Hình 1.7 Điều hướng tay robot gắp tôm camera 1.1.6 Đọc mã vạch Đọc, xác định xử lý hàng trăm hàng ngàn mã vạch ngày nhiệm vụ dễ dàng điều mà người đơn giản làm quy mơ lớn Ví dụ, điện thoại di động thiết bị di động yêu cầu bảng mạch in nhỏ nhỏ (hoặc PCB) Khi nhà sản xuất bị áp lực phải sản xuất khối lượng PCB cao cho thị trường công nghệ phát triển, họ hướng tới quy trình gọi panelization Trong trình này, số bảng mạch giống hệt in bảng lớn, mạch sau tách để kiểm tra lần cuối, để kiểm tra bảng này, nhiên, giải pháp dựa xử lý ảnh có tên PanelScan phát triển để đọc mã vạch – mã định danh mạch có bảng PCN Trong lịch sử, người áp dụng nhiệm vụ cách sử dụng máy quét mã vạch cầm tay, điều tốn thời gian gây lỗi cho người Bằng cách thực giải pháp dựa Machine Vision, nhà sản xuất PCB tiết kiệm nhiều chi phi sản xuất nhờ kiểm tra ngăn ngừa sản phẩm lỗi Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QR-CODE TRONG CÔNG NGHIỆP 2.1 Đặt vấn đề Với tăng trưởng ngày mạnh mẽ công nghệ số việc kiểm tra liệu, thơng tin sản phẩm cá nhân tổ chức cách nhanh chóng thuận tiện điều vơ quan trọng Vì lý mã qrcode đời nhằm đáp ứng tối đa yêu cầu Mã QR giới marketing quảng cáo chuộng dùng cho ý tưởng quảng cáo tạp chí, băng ghế cơng viên, xe bt, đóng gói sản phẩm hay sản phẩm vật lý mà người tiêu dùng muốn tìm hiểu thêm thơng tin Ngồi cơng ty xí nghiệp trường học sử dụng mã qrcode để lưu trữ thông tin nhân viên sinh viên học sinh để phục vụ cho việc điểm danh, điểm chuyên cần nhân viên học sinh cách nhanh chóng thuận tiện Vì chúng em nghiên cứu phương pháp nhận dạng ảnh tự động QRcode với mục đích nghiên cứu tìm hiểu xây dựng hệ thống tạo mã qrcode để phục vụ cho ứng dụng công nghiệp 2.2 Giới thiệu QR-CODE 2.2.1 QR-CODE: Mã vạch giới - QR Code khơng q xa lạ, bắt đầu xuất khắp nơi nhãn bia sản phẩm, gần phương thức nhận diện chủ yếu cho ứng dụng di động Vậy QR Code gì? QR Code, viết tắt Quick response code (tạm dịch "Mã phản hồi nhanh") hay gọi mã vạch ma trận (matrixbarcode) dạng mã vạch hai chiều (2D) đọc máy đọc mã vạch hay smartphone (điện thoại thơng minh) có chức chụp ảnh (camera) với ứng dụng chuyên biệt để quét mã vạch - Một mã QR chứa đựng thông tin địa web (URL), thời gian diễn kiện, thông tin liên hệ (như vCard), địa email, tin nhắn SMS, nội dung ký tự văn hay chí thơng tin định vị vị trí địa lý Tùy thuộc thiết bị đọc mã QR mà bạn dùng quét, dẫn bạn tới trang web, gọi đến số điện thoại, xem tin nhắn - Điểm khác mã QR mã vạch truyền thống lượng liệu chủng nắm giữ hay chia sẻ Các mã vạch truyền thống có đường vạch thẳng dài chiều lưu giữ 20 số chữ số, mã QR hai chiều lưu giữ thông tin hàng ngàn ký tự chữ số Mã QR nắm giữ nhiều thơng tin tính chất dễ sử dụng giúp ích nhiều cho người dùng lĩnh vực Ngoài ra, QR code có lợi đọc hai chiều ngang dọc từ hướng mà không bị ảnh hưởng chất liệu hay mà sử dụng Chính mà QR code xu hướng dần thay cho Bar code truyền thống - Qrcode có loại : động tĩnh : + QRcode động, hay gọi “Qrcode trực tiếp”: sau khởi tạo, liên kết chúng chỉnh sửa mà không cần can thiệp vào code Khi Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 11 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp quét, code động chuyển hướng bạn đến máy chủ, nơi lưu chữ thông tin cụ thể sở liệu lập trình để tương tác cụ thể với hình ảnh quét Code động tiện lợi chúng tạo áp dụng lần, bạn thay đổi thơng tin hiển thị quét cac liên kết(domain,web) để hiển thị thông tin + QRcode tĩnh: không giống code động, code tĩnh lữu trữ thơng tin trực tiếp qua hình thức văn dẫn đến trang web mà không cần chuyển hướng qua liên kết thứ cấp Điều có nghĩa thơng tin liên kết thay đổi chỉnh sửa(bạn phải tạo code tĩnh lần muốn cập nhật) Code tĩnh lý tưởng cho người muốn mã chứa thơng tin họ vĩnh viễn(ví dụ, thơng tin ngày sinh nhóm máu) Hình 2.1 Hình ảnh mã QR code 2.2.2 Thuật tốn QR-CODE Hình 2.2 Thuật tốn QR-CODE Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 12 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp ❖ Tạo chuỗi nhị phân - Bước để tạo mã QR code tạo chuỗi nhị phân bao gồm liệu thơng tin chế độ mã hóa, độ dài liệu - Trong phần tìm hiểu mã hóa chuỗi HELLO WORLD QR code phiên 1, với mức độ sửa lỗi - Bước 1: Mã hóa Bộ chế độ (Mode Indicator) Một chế độ chuỗi bit thể chế độ liệu bạn sử dụng: kiểu số, kiểu chuỗi, kiểu nhị phân Nhật ngữ - Với chuỗi HELLO WORLD, kiểu chuỗi, nên Bộ chế độ 0010 Chuỗi nhị phân: 0010 - Bước : Mã hóa độ dài liệu Trong bước này, xác định có ký tự thơng điệp, chuyển độ dài thành số nhị phân Với chuỗi HELLO WORLD, có 11 ký tự kể khoảng trắng Ta chuyển 11 sang nhị phân, 1011 Xem danh sách Khi mã hóa độ dài liệu, mã hóa sử dụng số lượng bit đặc tả Như nói đầu, sử dụng QR code phiên 1, nên cần sử dụng bit để mã hóa độ dài liệu Ta thêm số vào đầu chuỗi đủ bit: 000001011 Phiên tới 9: + Kiểu số: 10 bits -Kiểu chuôi: bits -Kiểu nhị phân: bits + Kiểu Nhật ngữ: bits Phiên 10 tới 26 + Kiểu số: 12 bits + Kiểu chuỗi: 11 bits -Kiểu nhị phân: 16 + Kiểu Nhật ngữ: 10 bits Phiên 27 tới 40 + Kiểu số: 14 bits -Kiểu chuỗi: 13 bits -Kiểu nhị phân: 16 bits + Kiểu Nhật ngữ: 12 bits Tới chuỗi nhị phân là: 0010 000001011 - Bước : Để mã hóa chuỗi ký tự, ta chia chuỗi thành cặp ký tự: HE,LL,O ,WO,RL,D Với cặp ký tự, ta lấy giá trị mã ASCII ký tự đầu nhân với 45, sau cộng với giá trị mã ASCII ký tự sau Sau chuyển kết thu thành chuỗi nhị phân 11 bit Đối với ký tự khơng có cặp, tao lấy giá trị mã ASCII Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 13 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp chuyển thành chuỗi nhị phân bit Đối với chế độ khác: kiểu số, kiểu nhị phần, kiểu Nhật ngữ, tạo sử dụng phương thức khác để mã hóa liệu ❖ - Bước 4: Hoàn thành bit + Với chuỗi bit thu trên, ta phải chắn có đủ độ dài Điều phụ thuộc vào việc có bit cần để tạo phiên sửa lỗi + Với QR code phiên 1, sửa lỗi mức độ Q Chúng ta phải tạo chuỗi 104 bit Nếu chuỗi bit nhỏ 104, ta phải thêm số vào cuối chuỗi Nếu thêm số chuỗi nhiều 104, ta cần thêm số đủ 104 bit + Chuỗi có 59 bit, ta thêm số vào cuối chuỗi (Cịn chuỗi có 102 bit ta thêm số 0) + Chuỗi ta là: 0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 0000 - Bước 5: +Giới hạn chuỗi thành chuỗi bit, sau thêm số cần + Bước ta chia chuỗi thành nhóm bit + Ở chuỗi cuối cùng, chưa đủ bit ta thêm vào sau số đủ Chuỗi thêm số vào sau chuỗi cuối 00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 - Bước 6: + Thêm từ vào cuối chuỗi ngắn Nếu chuỗi bit chưa đủ dài, có hai chuỗi đặc biệt: 11101100 00010001 Ta thêm thay phiên hai chuỗi vào chuối chuỗi + Chuỗi có 10 chuỗi con, cần phải thêm vào chuỗi Bắt đầu thêm 11101100, sau thêm 00010001, tới 11101100 Nếu cần nhiều thêm đủ số chuỗi + Chuỗi bây giờ: 00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 11101100 00010001 11101100 Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 14 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp 2.2.3 Tạo mã sửa lỗi - Bước 1: + Chọn mức sửa lỗi + Bước để tạo mã sửa lỗi xác định có từ để tạo cho phiên QR mức độ sửa lỗi Xem bảng sửa lỗi để biết thêm thông tin chi tiết + Cấp độ sửa lỗi: - Bước 2: Tạo thông điệp đa thức + Chúng ta chuyển 13 khối liệu thành dạng thập phân: 00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 11101100 00010001 11101100 + Ta được: 32,91, 11, 120, 209, 114, 220, 77, 67, 64, 236, 17, 236 + Các số hệ số đa thức Ta có: 32x25 + 91x24 + 11x23 + 120x22 + 209x21 + 114x20 + 220x19 + 77x18 + 67x17 + 64x16 + 236x15 + 17x14 + 236x13 + Lũy thừa số hạng tính: + Số khối liệu + số mã sửa lỗi -1 Ở 13+13-1=25 Vậy nên số hạng 32x25 - Bước 3: + Tạo tạo đa thức Tiếp theo ta tạo tạo đa thức Ta chia thông điệp đa thức tạo để tạo mã sửa lỗi + Các tạo đa thức đến từ gọi trường hữu hạn , biết đến trường Galois Các mã QR sử dụng trường Galois có 256 yếu tố, có nghĩa là, mục đích chúng ta, số mà giao dịch với luôn tối đa 255 + Để thực việc phân chia đa thức, chuyển đổi qua lại ký hiệu a (alpha) số nguyên Alpha giá trị số nguyên từ bảng log antilog + Bộ tạo đa thức ln có dạng (x - a) (x - a 2) (x - a t), , t tương đương với số lượng mã sửa lỗi cần thiết trừ 1.Chúng ta cần 13 mã sửa lỗi, đó, t trường hợp 12 Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 15 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp + Ta thực triển khai tất thành phần (x - 1) đa thức Công việc thực tay phức tạp, sử dụng generator polynomial tool Ở tạo 13 mã sửa lỗi: a0x25 + a74x24 + a152x23 + a176x22 + a100x21 + a86x20 + a100x19 + a106x18 +a104x17 + a x + a218x15 + a206x14 + a140x13 + a78x12 130 16 + Dưới đây, cho thấy bước việc phân chia đa thức cần thiết để tạo mã sửa lỗi + Kết bước ta mã sửa lỗi: 168 72 22 82 217 54 156 46 15 180 122 16 + Ta đặt đoạn mã sửa lỗi sau đoạn mã liệu: 32 91 11 120 209 114 220 77 67 64 236 17 236 168 72 22 82 217 54 156 46 15 180 122 16 + Chuyển qua nhị phân: 00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 01000000 11101 100 00010001 11101100 10101000 01001000 00010110 01010010 11011001 001 10110 10011100 00000000 00101110 00001111 10110100 01111010 00010000 2.2.4 Chọn mẫu mặt nạ phù hợp - Bây mã hóa liệu, tất cịn lại chọn mẫu mặt nạ tốt Một mẫu mặt nạ thay đổi theo bit, theo quy tắc cụ thể Các mẫu mặt nạ định nghĩa tiêu chuẩn mã QR Có mẫu mặt nạ Sử dụng mơ hình mặt nạ cho phép chúng tơi để tạo tám mã QR khác sau chọn dễ dàng cho đầu đọc QR để quét Một đặc biệt mã QR có mẫu định đặc điểm mà làm cho khó khăn cho thiết bị đọc QR xác quét mã QR Ví dụ, điểm ảnh màu sắc xảy gần nhau, đầu đọc QR gặp khó khăn đọc xác điểm ảnh - Mỗi mơ hình mặt nạ tạo mã QR code khác Sau tạo mã khác QR nội bộ, cung cấp cho Số điểm xử phạt theo quy tắc quy định tiêu chuẩn mã QR Sau đó, chúng tơi cho mã QR có số điểm tốt - Bước 1: Tạo mã QR code: + Với QR code phiên 1, ta cần ma trận 21x21 + Tất mã QR code có vài mẫu nhận diện chắc phải đc thể Ở hình bên dưới, có ba vị trí nhận diện đặt bên trải, bên phải bên trái ma trận Các mã QR code cịn có pixel đen bên phải vị trí nhận diện bên bên trái Ngồi cịn có mẫu timing Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 16 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp - Vị trí điều chỉnh mơ hình Tử ví dụ mã hóa phiên mã QR, chúng tơi khơng cần thêm mơ hình điều chỉnh vị trí Tuy nhiên, mã hóa mã QR phiên lớn hơn, chúng tơi thêm mẫu điều chỉnh vị trí ma trận Bảng liệt kê tọa độ nơi để đặt mơ hình điều chỉnh vị trí Xem ví dụ bảng - Ví dụ, hình ảnh cho thấy mơ hình điều chỉnh vị trí cho phiên mã QR Mỗi mơ hình điều chỉnh vị trí điểm ảnh màu đen bao quanh điểm ảnh màu trắng bao quanh điểm ảnh màu đen Theo bảng trên, cho phiên mã QR 8, vị trí mơ hình điều chỉnh 6, 24, 42 Như ta thấy hình ảnh, mơ hình điều chỉnh vị trí đặt tất giao điểm ba số này, ngoại trừ có lớn mơ hình phát vị trí khơng đặt mơ hình điều chỉnh vị trí hàng đầu mơ hình phát vị trí góc mã QR Như hình : Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 17 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp - Bảng sau hiển thị bit thông tin loại yêu cầu cho cấp, sửa lỗi khác mẫu mặt nạ: - Trong ví dụ Hello World mơ hình mặt nạ tốt (điều giải thích đây) Chúng ta sử dụng mức độ hiệu chỉnh lỗi Q, chuỗi loại thơng tin 011010101011111 Như hình trên, chuỗi loại thơng tin hiển thị hai lần Một số hai mơ hình phát vị trí hàng đầu, bên trái Nó bỏ qua q khứ mơ hình thời gian phần liệu lưới Điều thứ hai quyền mẫu phát vị trí, phía dưới, bỏ qua dấu chấm đen, phần liệu, mơ hình thời gian Cả hai sọc chuỗi: 011010101011111 2.2.5 Thêm thông tin phiên - Nếu mã QR bạn phiên lớn hơn, bạn cần phải thêm bit thông tin phiên ma trận Đây đặt bên trái mơ hình bên phải Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 18 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp phát vị trí mơ hình phát vị trí phía bên trái, thể hình ảnh đây, có phiên Mã QR Như hình: - Bảng sau cho thấy danh sách bit thông tin phiên cần thiết cho phiên Những bit đặt cấu hình sau vị trí định hình : - Trong ví dụ chúng ta, mã QR nhỏ so với phiên 7, khơng cần thêm bit thông tin phiên mã 2.2.6 Thêm liệu bist Cuối cùng, ta thêm bit liệu Trong bước này, ta thay đổi chút tùy thuộc vào mơ hình mặt nạ mà ta sử dụng trước thêm chút thực tế, sử dụng mẫu mặt nạ để định xem có nên thay đổi màu sắc bit hay không Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 19 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp 2.2.7 Sắp xếp theo cột từ lên - Các bit liệu thêm vào theo thứ tự cụ thể Các điểm ảnh thêm vào phía bên phải mã QR Điều thứ hai đặt bên trái Hai đặt đầu người theo thứ tự Hai cột điểm ảnh tiếp tục lên theo cách này, bỏ qua điểm ảnh thiết lập, đạt đến hàng đầu mã QR Hình 2.3 Sắp xếp theo cột - Xuống cột đạt đến đỉnh, cột hai-pixel bắt đầu, thời gian xuống - Khi đạt đến lưới, thay đổi hướng lần nữa, tiếp tục mô hình giống đường rắn ❖ Chắc chắn bỏ qua mẫu timing : Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 20 Chương 2: Phương pháp nhận dạng mã QR-CODE công nghiệp - Khi thêm pixels, chắn để bỏ qua mơ hình thời gian - Và mẫu timing chiều dọc: 2.2.8 Hoàn tất QR-CODE - Tiếp tục theo cách tất điểm ảnh liệu đặt Sau đó, mã QR hoàn tất Tuy nhiên, đặc điểm kỹ thuật mã QR u cầu bạn sử dụng mơ hình mặt nạ tốt - Hình ảnh sau hồn thiện : Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 21 Chương 3: Ứng dụng phương pháp nhận dạng mã QR-COCE CHƯƠNG ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG MÃ QR-CODE 3.1 Code chương trình import cv2 import numpy as np from pyzbar.pyzbar import decode #img = cv2.imread('1.png') cap = cv2.VideoCapture(0) cap.set(3,640) cap.set(4,480) while True: success, img = cap.read() for barcode in decode(img): myData = barcode.data.decode('utf-8') print(myData) pts = np.array([barcode.polygon],np.int32) pts = pts.reshape((-1,1,2)) cv2.polylines(img,[pts],True,(255,0,255),5) pts2 = barcode.rect cv2.putText(img,myData,(pts2[0],pts2[1]),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.9,(255,0,255),2) cv2.imshow('Result',img) cv2.waitKey(1) Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hoá K58 22 Chương 3: Ứng dụng phương pháp nhận dạng mã QR-COCE 3.2 Kết thu Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 23 Chương 3: Ứng dụng phương pháp nhận dạng mã QR-COCE Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 24 Phụ lục Huỳnh Đình Viên – Tự Động Hố K58 25