BÀI tập lớn kỹ THUẬT xử lý âm THANH và HÌNH ẢNH ứng dụng trong việc quản lý các đồ dùng, thiết bị trong công ty, văn phòng, trường học

Lời giới thiệuXử lý ảnh là một kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi trong việc phân tích, nhận diện các loại hình ảnh khác nhau, nhận diện barcode mã vạch là một trong những ứng dụng của kỹ t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA : ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN

MỤC LỤC

Lời giới thiệu………3

Tổng quan về Barcode……… 4

I Barcode là gì? 4

II Lịch sử hình thành……… 5

III Phân loại Barcode……… 6

1 Barcode tuyến tính………6

2 Barcode ma trận………7 IV Các loại Barcode phổ biến……….8

1 UPC (Universal Product Code)………8

2 EAN (European Article Number)……… 9

3 Code 39……… 13

V Ứng dụng Barcode trong đời sống……… 14

1 Phân loại hàng hóa - quản lý kho……… 14

2 Phân biệt hàng thật – hàng giả……… 15

3 Thanh toán giao dịch………16

4 Ứng dụng khác……… 17

Lý thuyết về xử lí hình ảnh trong nhận diện Barcod……… …… 18

Tài liệu tham khảo……… …… 21

Tổng kết……… 22

Lời giới thiệu

Xử lý ảnh là một kỹ thuật được ứng dụng rộng rãi trong việc phân tích,

nhận diện các loại hình ảnh khác nhau, nhận diện barcode (mã vạch) là một

trong những ứng dụng của kỹ thuật này

Đề tài có tính thực tế cao, được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, một số

ứng dụng có thể kể đến như:

Tính tiền trong cửa hàng, siêu thị

Ứng dụng trong việc quản lý các đồ dùng, thiết bị trong công ty, văn phòng, trường học,…

Ứng dụng trong việc lưu trữ thông tin cá nhân như thẻ nhân viên, thẻ

sinh viên,…

Sự phát triển nhanh chóng các loại hàng hóa cả về số lượng, mẫu mã

đòi hỏi những yêu cầu cao hơn trong quá trình quản lý các loại hàng

hóa Để đáp ứng đòi hỏi đó, mã số mã vạch đã được áp dụng và đã trở

nên cực kỳ phổ biến ngày nay Vậy barcode (mã vạch) là gì? Cấu tạo

và cách đọc chúng ra làm sao? Bài viết dưới đây sẽ cung cấp những

thông tin cơ bản cho thầy và các bạn về barcode (mã vạch)

Tổng quan về Barcode

Barcode là gì? Ứng dụng công nghệ mã vạch trong đời sống

Barcode là thuật ngữ tiếng Anh được dịch sang tiếng Việt là “Mã vạch”.

Đây là một công nghệ phổ biến hiện nay được sử dụng để thu thập

và nhận dạng dữ liệu thông qua một mã số, chữ số của một đối

tượng nhất định nào đó Đồng thời, mã vạch này có độ nhỏ lớn khác

nhau và có khoảng trống song song xen kẽ nhau Chúng được sắp xếp

theo một quy tắc mã hóa để các máy quét và máy đọc mã vạch có thể

nhận dạng và đọc được thông tin

Nói một cách đơn giản hơn thì Barcode chính là sự thể hiện thông tin

dưới hình dạng có thể thấy được từ mắt thường trên bề mặt sản

phẩm, hàng hóa mà máy móc có thể đọc hiểu được

VD về Barcode

Ý tưởng về Barcode được nảy ra vào năm 1948 do Norman Joseph Woodland

và Bernard Silver phát triển Ý tưởng phát triển của họ dựa trên mong muốn của một vị

chủ tịch buôn bán thức ăn là làm thế nào để có thể tự động kiểm tra toàn bộ quy trình

Ý tưởng đầu tiên là sử dụng mã Morse để in những vạch rộng hoặc hẹp dạng

thẳng đứng, sau đó họ chuyển sang sử dụng hình dạng “điểm đen” của Barcode với các vòng tròn đồng tâm Sau đó họ đã gửi đến cơ quan quản lý sáng chế của Mỹ vào ngày 20 tháng 10 năm 1949 để lấy bằng sáng chế Và bằng sáng chế này đã được phát hành ra thị trường vào ngày 7 tháng 10 năm 1952

Lịch sử hình thành

III Phân loại Barcode

Barcode tuyến tính hay còn được gọi với một cái tên khác là Barcode 1

chiều (1D) Mã vạch này được nhận biết khá đơn giản bởi chúng có hình dạng

là các đường thẳng song song và độ rộng chênh lệch với nhau Mã vạch 1D

có nhiều tiêu chuẩn khác nhau, thông dụng trên thị trường ta thường thấy

các dạng như: UPC, EAN, Code 39, Interleaved 2of 5, Codabar, Code 128

Ngoài ra trong các chuẩn mã người ta còn có các phiên bản khác nhau để

phục vụ cho mục đích sử dụng khác nhau Ví dụ chuẩn UPC còn có các phiên

bản khác là UPC-A, UPC-E, chuẩn EAN có các phiên bản EAN-8, EAN-13, Code

128 gồm Code 128 Auto, Code 128-A, Code 128-B, Code 128-C

Mã vạch này được sử dụng rộng rãi nhất là loại EAN-UPC được sử dụng phổ

biến được in trên các sản phẩm trên toàn thế giới

Barcode tuyến tính

2 Barcode ma trận

Barcode ma trận hay còn được gọi là Barcode 2 chiều Là loại mã vạch hai

chiều, trong khi mã 1D chỉ mã hóa được rất ít thông tin thì mã vạch 2D có thể

mã hóa được lượng thông tin lớn hơn so với mã 1D từ ký tự đặc biệt, liên

kết đến website nào đó thông qua các thiết bị như điện thoại di động

The Quick Response (QR Code) là mã vạch 2D đầu tiên và cũng là loại mã điển

hình nhất của mã vạch 2D, được Nhật Bản sáng chế vào năm 1994

Ngoài việc mã hóa được một lượng thông tin lơn thì các loại mã vạch 2D còn

có thể được in với kích thước nhỏ, trong khi mã vạch 1D bị giới hạn kích

thước và dữ liệu được mã hóa theo chiều ngang, mã vạch 1D cũng có thể gây

khó khăn cho máy quét nếu được in trên các sản phẩm có dạng cong

Barcode ma trận

IV Các loại Barcode phổ biến

1 UPC (Universal Product Code)

UPC viết tắt của cụm từ Universal Product Code, mã vạch này được sử

dụng dùng để dán và kiểm tra hàng hóa tiêu dùng tại các điểm bán cố định

trên toàn thế giới hiện nay Thêm vào đó, loại mã vạch này thuộc quyền quản

lý của Hội đồng mã thống nhất Mỹ UCC Mã code này hiện nay được sử dụng

phổ biến nhất tại Canada, Mỹ và một số các quốc gia lớn khác như New

Zealand, Úc, Anh,

Được ngành công nghiệp thực phẩm ứng dụng vào năm 1973, được sử dụng

phổ biến ở Bắc Mỹ (Hoa Kỳ và Canada) Mã UPC bao gồm 12 chữ số, mã UPC-E

là một biến thể nhỏ hơn mã hóa 6 chữ số

UPC (Universal Product Code)

2 EAN (European Article Number)

EAN viết tắt của cụm từ European Article Number, loại mã vạch này cũng được

phổ biến và được sử dụng rộng rãi trên các nước ở Châu Âu Đặc biệt đáng

nhắc tới chính là mã vạch này được ứng dụng địa lý và hàng hóa tiêu dùng tạo

những điểm kinh doanh bán lẻ, siêu thị,

EAN (European Article Number)

Mã EAN là bước phát triển của UPC, đây là loại mã được ghi nhãn hàng hóa

tiêu dùng trên toàn thế giới cho các siêu thị và cửa hàng Mã EAN bao gồm 13

chữ số, trong đó 2 hoặc 3 số đầu tiên là mã quốc gia của sản phẩm được cấp

bởi Tổ chức EAN quốc tế (EAN International Organization) EAN này được gọi

là EAN-13 để phân biệt với phiên bản EAN-8 sau này gồm 8 ký số Ở Việt Nam,

hầu hết hàng hóa trên thị trường đều áp dụng chuẩn EAN-13

Cấu trúc của mã EAN-13 bao gồm:

- Các vạch bảo vệ trái có giá trị 010

- 6 số kể từ số thứ 2 đến số thứ 7

- Các vạch bảo vệ trung tâm giá trị 01010

- 5 số kể từ số thứ 8 đến số thứ 12

- Số kiểm tra (số thứ 13)

- Vạch bảo vệ phải có giá trị 010

Việc mã hóa của 6 số từ vị trí thứ 2 đến vị trí thứ 7 phụ thuộc vào giá trị của

số đầu tiên theo quy tắc chẵn -lẻ dưới đây

Các số từ vị trí 8 đến vị trí thứ 13 được mã hóa theo chuỗi đảo ngược của mã

hóa lẻ của số có giá trị tương ứng Ví dụ số 0 có mã hóa lẻ là “0001101” thì

khi được mã hóa ở các vị trí từ 8 đến 13 sẽ là “1110010”

Một mã EAN-13 bao gồm:

- Ba chữ số đầu là mã số về quốc gia (vùng lãnh thổ)

- Bốn chữ số tiếp theo là mã số về doanh nghiệp

- Năm chữ số tiếp theo là mã số về hàng hóa

- Số cuối cùng là số kiểm tra

Theo như hình trên, thì dãy số có thể chia như sau:

- 893: mã quốc gia là Việt Nam

- 460200107: 9 số này có thể được chia làm hai phần:

o Mã nhà sản xuất có thể có 4, 5 hoặc 6 số tùy theo được cấp

o Phần còn lại là mã sản phẩm

- 8: số kiểm tra tính chính xác của mã

Cách kiểm tra tính hợp lệ của mã EAN-13 dựa vào dãy số được in trên mã:

- Lấy tổng các chữ số hàng chẵn nhân 3 cộng với tổng các chữ số hàng lẻ, trừ số cuốicùng

- Sau đó lấy kết quả trên cộng với số cưới cùng (số thứ 13)

- Nếu khác 0 thì là mã không hợp lệ, có thể nghi ngờ là hàng giả không có

Code 39 là mã vạch được phát triển bởi Công ty Cổ phần Intermec vào năm

1975 Tối đa 43 ký tự bao gồm số, chữ cái và một số ký hiệu có thể được đưa

vào mã vạch Vì có thể xử lý các chữ cái, nên Code 39 không thể thiếu trong các

lĩnh vực công nghiệp và được sử dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô và

điện tử, những ngành thuộc về y tế, bộ quốc phòng, cơ quan hành

chính, công ty xuất bản sách, Nó được tiêu chuẩn hóa bởi AIAG (Nhóm

Hành động Công nghiệp Ô tô) tại Hoa Kỳ

Code 39

Code 39 là một loại mã vạch khắc phục được những nhược điểm lớn

của 2 loại mã vạch được kể ở trên đó chính là dung lượng không giới

hạn và chúng còn có thể mã hóa được cả các dãy số tự nhiên, các ký tự

chữ hoa và một số ký tự khác nữa Ký hiệu của bộ ký tự Mã 39 bao gồm

các ký hiệu mã vạch đại diện cho các số 0-9, các chữ cái viết hoa AZ,

ký tự khoảng trắng và các ký hiệu sau: - $ / +% Các ký tự viết thường

cũng có thể được mã hóa dễ dàng bằng các phông chữ mở rộng Code

39 được đặt tên theo mẫu thanh và khoảng trắng, với 3 trong số 9

thanh và khoảng trống là rộng Thành phần cơ bản như sau:

Một chữ cái (ký tự) được thể hiện bằng 9 vạch và dấu cáchDấu hoa thị (*) được gắn vào phần đầu và phần cuối của

mã vạch (ký tự bắt đầu / dừng)Khoảng cách giữa các ký tự được gọi là “khoảng cách giữa các

ký tự” Nói chung, chiều rộng khoảng cách rộng bằng chiều rộng thanh hẹp (Chiều rộng tối đa được quy định là rộng hơn

từ 3 đến 5,3 lần so với chiều rộng của thanh hẹp.)

Thành phần của Code 39

V Ứng dụng Barcode trong đời sống

1 Phân loại hàng hóa – quản lý kho

Barcode được dùng để phân loại hàng hóa và quản lý kho vô cùng

tiện lợi, bởi hàng hóa khi được dán tem mã vạch hỗ trợ rất lớn cho

con người trong quá trình nhập và xuất hàng hóa Đồng thời sử dụng

mã vạch để kiểm soát hàng hóa còn tồn đọng trong kho và lúc này con

người có thể đưa ra những quyết định về nhập, xuất hàng một cách

hợp lý nhằm giảm chi phí tồn kho hữu ích

Phân loại hàng hóa – quản lý kho

2 Phân biệt hàng thật – hàng giả

Barcode có chuỗi số định danh giúp cho con người hoàn toàn có thể

kiểm tra nhanh chóng nguồn gốc của sản phẩm Từ đó, có thể nhận

diện hàng hóa được nhập về có phải là hàng thật hay không Đồng

thời, với sự xuất hiện của Barcode cũng giúp cho con người kiểm tra

hàng hóa được nhanh chóng và đơn giản, giúp tiết kiệm thời gian hơn

rất nhiều

Phân biệt hàng thật – hàng giả

3 Thanh toán giao dịch

Hiện nay, những siêu thị, cửa hàng tiện lợi hầu như đều trang bị cho

mình máy đọc mã vạch để tiết kiệm thời gian thanh toán sản phẩm

cho khách hàng Đồng thời, mỗi một sản phẩm bán đi cũng được hệ

thống quản lý bán hàng kiểm soát và đối chiếu được Điều này giúp

cho các công ty, doanh nghiệp nâng cao hiệu quả của việc quản trị và

tiết kiệm chi phí hoạt động, công tác trong quá trình kinh doanh

Thanh toán giao dịch

4 Ứng dụng khác

Thêm vào đó, Barcode cũng được ứng dụng ở nhiều công việc khác

nhau trong đời sống hàng ngày của con người có thể kể đến như:

Nhiều hãng hàng không trên thế giới đã và đang sử dụng Barcode

để phân loại hành lý của hành khách ký gửi, giúp cho chúng không bị chuyển cho nhầm người hoặc thất lạc ở đâu đó

QR Code (mã vạch ma trận dưới dạng 2D) được nhiều tổ chức,đơn vị sử dụng nhằm mục đích truyền tải thông tin của mình tới đối tượng mục tiêu mặc định Lúc này, người dùng chỉ cần scan (quét) mã QR bằng thiết bị điện thoại di động là có thể nhận được thông điệp mà các tổ chức, doanh nghiệp muốn gửi gắm như thông tin khuyến mãi, link tải ứng dụng, website của doanh nghiệp,

Ứng dụng khác

LÝ THUYẾT VỀ XỬ LÝ ẢNH TRONG

NHẬN DIỆN BARCODE

Trong thực tế, để đọc được thông tin mã hóa trên một mã vạch thì cần có các

loại máy quét mã vạch chuyên dụng, nhưng trong kỹ thuật xử lý ảnh thì cần

trải qua quá trình xử lý và mã hóa theo các quy tắc của mã vạch Quá trình xử

lý ảnh theo sow đồ khối:

Mã hóa thành dãy số

Đây là bước đầu tiên của quá trình xử lý ảnh, đưa ảnh đầu vào bằng cách

nhập tên file ảnh của barcode muốn nhận diện Khi muốn nhận diện một

barcode khác thì chỉ cần đổi tên file ảnh khác.

Trên hình thì ảnh cần xử lý có tên file là 4.png

2 Chuyển sang ảnh nhị phân

Do ảnh đầu vào thực chất là một ảnh trắng đen có giá trị của điểm ảnh là 0 và

255

Nhưng để mã hóa thành dãy số trên barcode thì cần chuyển sang ảnh nhị

barcode, trong đó giá trị 0 tương ứng với vùng ảnh màu trắng và giá trị 1

tương ứng với vùng ảnh màu đen

Giá trị các điểm ảnh khi chưa chuyển sang ảnh nhị phânTheo hình, các điểm ảnh đọc được có giá trị là 255 và 0 khi ảnh đầu vào chưa

được biến đổi sang ảnh nhị phân, trong đó các giá trị 255 tương ứng với

vùng ảnh màu trắng và các giá trị 0 tương ứng với vùng ảnh màu đen

Giá trị các điểm ảnh khi chuyển sang ảnh nhị phân

Sau khi thực hiện việc biến đổi sang ảnh nhị phân ta thu được một chuỗi

bao gồm các giá trị 0 và 1

3 Mã hóa thanh dãy số trên barcode

Một con số của mã EAN-13 có 7 bit, dựa vào nguyên tắc này và bảng mã hóa

chẵn lẻ đã trình bày ở chương 2, ta sẽ có các số tương ứng

Dựa vào cấu trúc mã EAN-13, 7 bit của số thứ 2 bắt đầu sau mã bảo vệ trái có

giá trị 101, 7 bit tiếp theo sẽ được mã hóa thành số thứ 2, cứ tiếp tục cho

đến số thứ 7

7 bit của số thứ 8 bắt đầu sau vạch bảo vệ trung tâm có giá trị bit 01010,

cứ tiếp tục cho đến số thứ 13

4 Xuất thông tin Barcode

Sau khi đã mã hóa và thu được một dãy có 13 số, thì ta sẽ tạo thông tin cho

barcode như: xuất xứ, tên của doanh nghiệp, tên sản phẩm, giá bán của

Sau khi thực hiện các quá trình trên và xuất ra được thông tin của barcode

thì coi như quá trình xử lý ảnh để nhận diện barcode là hoàn tất

Tài liệu tham khảo

Tổng kết

Đề tài đã cung cấp được những kiến thức cơ bản về barcode (mã vạch) như:

cấu trúc mã vạch, nguyên tắc để tạo nên mã vạch cũng như là ý nghĩa của mã

vạch

Ứng dụng được những kỹ thuật xử lý ảnh cơ bản trong việc nhận diện mã

vạch như: chuyển đổi ảnh nhị phân, mã hóa thành dãy số trên mã vạch dựa

vào các giá trị điểm ảnh 0 hoặc 1, hiển thị thông tin của mã vạch đã xử lý

Việc áp dụng mã số mã vạch mang lại rất nhiều ý nghĩa trong thời

đại giao thương toàn cầu hiện nay:

Trong mỗi quốc gia, các doanh nghiệp, các nhà cung cấp

sẽ thuận lợi khi quản lý, phân phối; biết được xuất xứ, nguồn gốc của mỗi loại sản phẩm

Trong giao lưu thương mại quốc tế, các nhà sản xuất, các nhà cung cấp tránh được các hiện tượng gian lận thương mại, bảo vệ quyền lợi cho người tiêu dùng; sản phẩm hàng hóa có thể lưu thông trôi nổi toàn cầu mà vẫn biết được lai lịch của nó cũng như đảm bảo độ chính xác về giá cả và thời gian giao dịch rất nhanh

Trong giao dịch mua bán, kiểm soát được tên hàng, mẫu

mã, quy cách, giá cả xuất, nhập kho hàng không bị nhầm lẫn và nhanh chóng, thuận tiện

Thank you!