GIỚI THIỆU
Đặt vấn đề
Ngày nay, với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, ngành chế biến nông sản Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ Dựa trên tiềm năng và chiến lược phát triển của Nhà nước, nông sản Việt Nam ngày càng khẳng định vị thế trên thị trường trong nước và quốc tế, trở thành mặt hàng trọng điểm trong xuất khẩu và đóng góp đáng kể vào nền kinh tế quốc dân Sau khi thu hoạch, nông sản được phân loại thành các loại khác nhau dựa trên tiêu chuẩn về trọng lượng, màu sắc và hình dáng Tuy nhiên, phương pháp phân loại bằng tay truyền thống khiến người nông dân và các cơ sở chế biến khó đáp ứng chính xác các yêu cầu tiêu chuẩn.
Sự phát triển của băng tải công nghiệp đã tối ưu hóa nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong chế biến và phân loại nông sản Nhờ vào tự động hóa và công nghệ tiên tiến, băng tải giúp giảm sai sót, tiết kiệm nhân công và nâng cao hiệu suất làm việc Chúng tôi xin giới thiệu đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, thi công hệ thống phân loại sản phẩm bằng xử lý ảnh,” nhằm tạo ra một hệ thống phân loại sản phẩm thân thiện với người dùng, có khả năng tùy biến cao và chi phí hợp lý Mô hình này sẽ hỗ trợ nông dân trong việc vận hành và điều chỉnh, giảm thiểu lao động chân tay, tiết kiệm chi phí và tăng năng suất Sau quá trình nghiên cứu, nhóm quyết định chọn ớt chuông làm đối tượng phân loại.
Phạm vi giới hạn của đề tài
Hệ thống phân loại sản phẩm đã được nghiên cứu và phát triển từ lâu, với nhiều nhà máy và xí nghiệp hiện nay sở hữu các hệ thống hoàn thiện về chất lượng và thẩm mỹ Tuy nhiên, trong khuôn khổ một đề tài nghiên cứu, các giới hạn về kiến thức, thời gian và kinh phí đã ảnh hưởng đến những tính năng của hệ thống này.
- Hệ thống điều khiển: PLC, labview, OPC
- Hệ thống phân loại theo màu sắc
- Cơ cấu đẩy sản phẩm: Xi lanh điện từ
- Động cơ truyền chuyển động: Động cơ điện một chiều
- Hệ thống dẫn động: Băng chuyền
- Điện áp cung cấp: Điện áp xoay chiều 220V và điện áp một chiều 24V.
Giới thiệu về các phần mềm hỗ trợ thiết kế, mô phỏng
GX Works 3 là phần mềm lập trình thế hệ mới của MELSOFT dành cho PLC Mitsubishi, kế thừa và cải tiến từ GX Developer Phần mềm này giúp lập trình viên lập trình nhanh chóng và dễ dàng hơn, hỗ trợ các ngôn ngữ IEC 61131-3, cho phép lựa chọn giữa năm ngôn ngữ: LAD, FB, SFC, ST, IL hoặc kết hợp chúng GX Works 3 còn tích hợp trình giả lập phần cứng để gỡ lỗi và nhiều mô-đun giám sát trực tuyến khác Phiên bản mới nhất mang đến nhiều tính năng nổi bật như cấu hình hệ thống đồ họa, tùy chỉnh công cụ định vị tích hợp và bảng điều khiển kỹ thuật hệ thống, giúp lập trình và chiếu các bộ điều khiển FX5U và MELSEC iQ-R thế hệ mới.
- Nhà phát triển : MELSEC - mitsubishielectric.com
- Yêu cầu hệ thống : Pentium III trở lên Windows XP, Vista, 7, 8, 8.1, 10
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là phần mềm do công ty National Instruments phát triển, được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm và lĩnh vực khoa học kỹ thuật Phần mềm này hỗ trợ các ứng dụng trong tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, hàng không, hóa sinh và điện tử y sinh, đặc biệt phổ biến ở nhiều quốc gia.
Mỹ, Hàn quốc, Nhật Bản
LabVIEW là một ngôn ngữ lập trình độc đáo, khác biệt so với các ngôn ngữ như C và Java Nó sử dụng cú pháp hình ảnh, dẫn đến việc được gọi là lập trình G, viết tắt của từ "Graphical" (đồ họa).
Các tính năng chính của LabVIEW như:
- Thu thập tín hiệu từ các thiết bị bên ngoài như cảm biến nhiệt độ, hình ảnh từ webcam, vận tốc của động cơ,…
Giao tiếp với các thiết bị ngoại vi được thực hiện thông qua nhiều chuẩn giao tiếp khác nhau, bao gồm RS232, RS485, USB, PCI, PXI, Ethernet, Bluetooth và TCP/IP Những cổng giao tiếp này đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị.
Mô phỏng và xử lý các tín hiệu thu nhận được là cần thiết để phục vụ cho các mục đích nghiên cứu hoặc các yêu cầu cụ thể của hệ thống mà lập trình viên mong muốn.
- Xây dựng các giao diện người dùng một cách nhanh chóng và thẩm mỹ hơn nhiều so với các ngôn ngữ khác như Visual Basic, Matlab,
- Cho phép kết hợp với nhiều ngôn ngữ lập trình truyền thống như C, C++,…
LabVIEW cho phép thực hiện nhanh chóng các thuật toán điều khiển như PID và Logic mờ (Fuzzy Logic) thông qua các chức năng tích hợp sẵn.
MX OPC Server là một trình điều khiển giúp truy cập dữ liệu I/O của Mitsubishi cũng như quản lý Alarm/Event Nó cung cấp giao diện và giao thức truyền thông hiệu quả giữa phần cứng của Mitsubishi và phần mềm điều khiển quy trình, đảm bảo sự tương tác mượt mà giữa các hệ thống.
Tích hợp tính linh hoạt và dễ sử dụng: OLE để kiểm soát quy trình (OPC) V3.00
- Máy chủ MX OPC bao gồm các thành phần sau:
- MX RunTime cung cấp các chức năng sau:
• Tự động tạo khối dữ liệu
• Cung cấp cấu hình và điều khiển cục bộ
• Hỗ trợ giao tiếp qua modem điện thoại
• Chuyển đổi thiết bị cá nhân, khối dữ liệu và thẻ
• Cung cấp dữ liệu chốt
• Cung cấp ngày và giờ cho dữ liệu và cảnh báo
• Cung cấp cách viết ra các khối
• Hỗ trợ các phần tử mảng và đọc các bit
• Cung cấp các tính năng chẩn đoán nâng cao
- MX OPC Configurator cung cấp các tính năng sau:
• Kết nối với máy chủ IO
• Chế độ xem Thống kê hiển thị trạng thái của IO khi nó đang chạy
• Chế độ xem cấu hình hiển thị can thiệp phần cứng, khối dữ liệu và quy trình thẻ
• Monitor View: theo dõi trạng thái thời gian thực
Factory I/O là phần mềm thiết kế và mô phỏng trực quan cho các hệ thống điều khiển tự động, cho phép giao tiếp với hầu hết các PLC Với thư viện phong phú, Factory I/O mô phỏng các hệ thống và đối tượng phổ biến trong tự động hóa dưới dạng 3D, mang đến trải nghiệm trực quan và dễ hiểu cho người dùng.
Factory I/O cung cấp 20 mô hình thiết kế sẵn dựa trên các ứng dụng công nghiệp phổ biến Bên cạnh đó, người dùng có thể tận dụng các đối tượng có sẵn trong thư viện của Factory I/O để tạo ra dây chuyền và hệ thống tùy chỉnh theo nhu cầu riêng.
Sau khi thiết kế hệ thống, Factory IO kết nối với các bộ điều khiển PLC thông qua các driver có sẵn Đặc biệt, Factory IO không chỉ kết nối với thiết bị thực mà còn cho phép kết nối với bộ mô phỏng PLC Sim của Siemens Đối với một số PLC chưa có driver, người dùng có thể kết nối qua các giao thức trung gian như OPC, Modbus.
Các loại liên kết PLC mà Factory IO hỗ trợ :
Kết nối với PLC thông qua board Advantech USB 4750 &
Kết nối PLC Allen-Bradley ControlLogix, CompactLogix hoặc SoftLogix PAC thông qua Ethernet
Allen-Bradley Micro800 Kết nối PLC Allen-Bradley Micro800 PLC thông qua
Kết nối PLC Allen-Bradley MicroLogix PLC thông qua Ethernet
Allen-Bradley SLC 5/05 Kết nối PLC Allen-Bradley SLC-5/05 PLC thông qua
Automgen Server Kết nối PLC Automgen thông qua TCP/IP server
Control I/O Kết nối bộ SoftPLC
MHJ Kết nối PLC WinPLC-Engine và WinSPS-S7
Modbus TCP/IP Client Kết nối theo chuẩn Modbus TCP/IP client
Modbus TCP/IP Server Kết nối theo chuẩn Modbus TCP/IP server
OPC Client DA/UA Kết nối theo chuẩn OPC DA/UA client
Siemens LOGO! Kết nối bộ điều khiển Siemens LOGO! thông qua Ethernet Siemens S7-
Kết nối PLC Siemens dòng S7-200/S7-200 SMART/300/400 thông qua Ethernet
Siemens S7-1200/1500 Kết nối PLC Siemens dòng S7-1200/1500 thông qua
Siemens S7-PLCSIM Kết nối PLC mô phỏng S7-PLCSIM của Siemens
Bảng 1.1: Các liên kết PLC mà Factory IO hỗ trợ 1.3.5 Phầm mềm Solidworks
Solidworks hiện nay là phần mềm thiết kế phổ biến trên toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam Nó không chỉ được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ khí mà còn mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác như điện, khoa học ứng dụng và cơ mô phỏng.
Phần mềm Solidworks nổi bật với các tính năng thiết kế chi tiết 3D, lắp ráp các bộ phận máy móc và xuất bản vẽ 2D Ngoài ra, Solidworks còn cung cấp các công cụ phân tích động học và động lực học, giúp người dùng tối ưu hóa thiết kế Đặc biệt, phần mềm tích hợp module Solidcam cho gia công CNC với khả năng phay và tiện, cùng với module 3Dquickmold hỗ trợ thiết kế khuôn hiệu quả.
Việc tích hợp nhiều tính năng, module và Add-in trên phần mềm Solidworks giúp người dùng chuyên môn hóa hơn, giảm thiểu việc sử dụng nhiều phần mềm khác nhau để hoàn thành các công việc đa dạng.
Những tính năng trên phần mềm Solidworks :
- Khả năng thiết kế mô hình 3D hoàn hảo
- Tính năng lắp ráp các chi tiết
- Xuất bản vẽ trên phần mềm solidworks
- Tính năng gia công trên Solidworks
- Phân tích động lực học trên Solidworks
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
2.1 Tìm hiều đề tài, tham khảo các tài liệu, công trình, sản phẩm hiện tại
2.1.1 Giới thiệu về dây chuyền sản phẩm
Dây chuyền phân loại sản phẩm (sorting line) là hệ thống tự động hỗ trợ quá trình phân loại, đóng gói, chế biến và xuất nhập kho hàng hóa Tại đây, các sản phẩm được phân loại dựa trên các tiêu chí như kích thước, chiều cao, trọng lượng và màu sắc, nhằm đảm bảo tiêu chuẩn thành phẩm và đồng đều về hình dáng cũng như trọng lượng trước khi đóng gói Ngoài ra, việc phân loại cũng dựa trên thông tin và mục đích sử dụng của nhà sản xuất, dịch vụ Các sản phẩm sau khi được phân loại có thể được chuyển tiếp đến dây chuyền đóng gói tự động hoặc lưu/xuất kho.
Hình 2.1: Các dây chuyền sản phẩm phân loại sản phẩm (Nguồn Internet)
2.1.2 Ưu điểm của dây chuyền phân loại sản phẩm tự động
Phương pháp phân loại sản phẩm truyền thống yêu cầu không gian làm việc lớn và thời gian phân loại lâu, dễ dẫn đến sai sót Tuy nhiên, với dây chuyền phân loại sản phẩm tự động, số lượng nhân công đã giảm đến 80%, trong khi năng suất tăng từ 3-5 lần và tỷ lệ nhầm lẫn được kiểm soát tốt hơn.
TỔNG QUAN GIẢI PHÁP
Tìm hiều đề tài, tham khảo các tài liệu, công trình, sản phẩm hiện tại 25
2.1.1 Giới thiệu về dây chuyền sản phẩm
Dây chuyền phân loại sản phẩm tự động là một phần quan trọng trong quá trình phân loại, đóng gói và xuất nhập kho hàng hóa Tại đây, sản phẩm được phân loại theo các tiêu chí như kích thước, chiều cao, trọng lượng và màu sắc, giúp đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng thành phẩm Việc phân loại đảm bảo độ đồng đều về hình dáng và trọng lượng, cũng như đáp ứng các yêu cầu cụ thể của nhà sản xuất hoặc dịch vụ Sau khi phân loại, sản phẩm có thể được chuyển đến dây chuyền đóng gói tự động hoặc lưu trữ/xuất kho.
Hình 2.1: Các dây chuyền sản phẩm phân loại sản phẩm (Nguồn Internet)
2.1.2 Ưu điểm của dây chuyền phân loại sản phẩm tự động
Phương pháp phân loại sản phẩm truyền thống yêu cầu không gian làm việc rộng và số lượng người tham gia lớn, dẫn đến thời gian phân loại lâu và dễ xảy ra sai sót Tuy nhiên, với dây chuyền phân loại sản phẩm tự động, số lượng nhân công đã giảm đáng kể (đến 80%), trong khi năng suất tăng từ 3-5 lần và tỉ lệ nhầm lẫn được kiểm soát hiệu quả.
Hệ thống phân loại tự động đang trở thành xu hướng quan trọng cho các đơn vị sản xuất, dịch vụ thương mại điện tử và giao nhận trong kỷ nguyên công nghệ số hiện nay.
Dây chuyền phân loại sản phẩm bao gồm máy phân loại, cảm biến nhận diện sản phẩm, camera kiểm tra, cân điện tử, hệ thống đo lường, cơ cấu chọn lựa và vận chuyển như băng tải, băng chuyền, bẫy, tay gạt, cơ cấu chia, băng tải góc và bộ gạt Hệ thống băng tải xương cá và trung tâm điều khiển kết nối dữ liệu từ xa giúp tối ưu hóa quá trình phân loại Dây chuyền này được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như chế biến nông sản, rau củ quả, sản xuất linh kiện điện tử, cơ khí, kho trung chuyển, logistics, bưu chính và thương mại điện tử trong việc phân loại kiện hàng và bưu phẩm.
Dây chuyền phân loại một bên và hai bên hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp thực phẩm, nông sản, sản xuất linh kiện điện tử, cũng như trong lĩnh vực logistics và thương mại điện tử.
Dây chuyền phân loại sản phẩm nông sản, nhựa và chi tiết dạng hạt, sợi được thiết kế nhỏ gọn và thực hiện đầy đủ chức năng phân loại trước khi chuyển sản phẩm ra bằng băng tải và phễu chứa Ứng dụng chủ yếu của dây chuyền này là trong ngành lương thực, thực phẩm.
2.1.3 Một số dây chuyền phân loại sản phẩm hiện nay
2.1.3.1 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch:
Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch hiện nay rất phổ biến, được sử dụng để phân loại các kiện hàng, bưu phẩm và sản phẩm đã được đóng thùng carton, đóng túi và dán mã vạch barcode hoặc mã QR Hệ thống này giúp dễ dàng sàng lọc, lựa chọn và gom sản phẩm vào các vị trí tập kết (hub) theo yêu cầu, nhờ vào thông tin lưu trữ trên mã vạch dán trên sản phẩm.
- Với sản phẩm điện tử, công nghệ: phân theo cùng lô sản xuất, ngày sản xuất, model…
Đối với các bưu phẩm và đơn hàng chuyển phát nhanh, cần phân loại theo ngày lên đơn, phương thức đóng gói, địa điểm giao hàng, và loại hàng chuyển nhanh hoặc tiêu chuẩn.
- Với các sản phẩm nông sản đóng gói: phân loại theo hạn sử dụng, số lô chế biến, cấp sản phẩm…
Trong các nhà máy thông minh, hộp và thùng hàng được phân loại trên băng tải bởi công nhân hoặc robot hợp tác Robot sau đó xếp hàng lên pallet từ băng tải cấp hoặc xe tự hành AGV.
Hệ thống phân loại sản phẩm có khả năng đạt công suất lên đến 10.000 sản phẩm mỗi giờ, mang lại năng suất cao gấp 3-5 lần so với phương pháp quét mã vạch và phân loại truyền thống do công nhân thực hiện.
Hình 2.2: Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch (Nguồn Internet)
2.1.3.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo khối lượng
Hệ thống phân cỡ sản phẩm là giải pháp ứng dụng linh hoạt cho nhiều loại sản phẩm, hoạt động dựa trên nguyên tắc kiểm tra khối lượng trực tuyến Sau khi kiểm tra, hệ thống sẽ phân loại sản phẩm theo từng kích cỡ trọng lượng theo yêu cầu cụ thể.
- Tốc độ: 110 – 200 sản phẩm/ phút
- Số lượng cỡ phân loại: 12 cỡ
Vật liệu inox SS304 đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, được ứng dụng trong việc phân loại sản phẩm theo khối lượng cho các ngành thực phẩm, thủy hải sản và nông sản.
Hình 2.3: Dây chuyền sản phẩm theo khối lượng (Nguồn Internet)
2.1.3.3 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu sắc
Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc có thể phân loại các sản phẩm như ớt, cà chua, cà phê, nhựa màu, gạo, chè búp, các loại hạt…
Năng suất: 0.8-15 tấn/ giờ (tùy vào mỗi loại model)
Tỉ lệ phân loại chính xác đạt trên 99%, ứng dụng công nghệ phân loại sản phẩm theo màu sắc được áp dụng rộng rãi trong các ngành như nông nghiệp, thực phẩm, dầu, hóa chất, công nghiệp dược phẩm, linh kiện điện tử và thiết bị y tế.
Hình 2.4: Dây chuyền sản phẩm theo màu sắc (Nguồn Internet)
2.1.3.4 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thước
Hệ thống phân loại tự động cho sản phẩm hàng hóa, trái cây và rau quả dựa trên kích thước bao gồm các bộ phận cấp, phân loại, thả và thu hồi sản phẩm Máy phân loại sản phẩm theo kích thước với điều khiển tự động, độ chính xác cao và hoạt động ổn định, phù hợp cho nhiều loại sản phẩm khác nhau.
Năng suất: 3-5 tấn/ giờ ~ 1000-1100 sản phẩm/ phút
Hình 2.5: Dây chuyền sản phẩm theo kích thước (Nguồn Internet)
Trong ngành logistics và thương mại điện tử, các gói hàng được phân loại dễ dàng nhờ hệ thống phân loại thông minh sử dụng camera và thuật toán phân loại Những gói hàng với trọng lượng, màu sắc và kích thước khác nhau được vận chuyển trên băng tải chính và di chuyển tới các vị trí tập kết thông qua các băng tải xương cá.
Xử lí ảnh và các vấn đề cơ bản trong xử lí ảnh
2.2.1 Xử lí ảnh và quá trình phát triển
Xử lý ảnh là một lĩnh vực khoa học và công nghệ đang phát triển nhanh chóng, thu hút sự quan tâm của nhiều trung tâm nghiên cứu và ứng dụng Ngành này không chỉ mới mẻ so với các lĩnh vực khoa học khác mà còn thúc đẩy sự đa dạng và mở rộng của các máy tính chuyên dụng phục vụ cho việc xử lý ảnh.
Con người thu nhận thông tin chủ yếu qua các giác quan, với thị giác là quan trọng nhất Những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của phần cứng máy tính và công nghệ xử lý ảnh, đồ họa đã mở ra nhiều ứng dụng trong cuộc sống Xử lý ảnh và đồ họa sẽ đóng vai trò then chốt trong tương lai của ngành ô tô.
Quá trình xử lý ảnh là thao tác trên hình ảnh đầu vào để đạt được kết quả mong muốn Kết quả đầu ra có thể là một bức ảnh "tốt hơn" hoặc một kết luận cụ thể.
Hình 2.9: Cấu trúc xử lý ảnh
Các phương pháp xử lý ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính như nâng cao chất lượng ảnh và phân tích ảnh Ứng dụng đầu tiên được biết đến là nâng cao chất lượng ảnh báo được truyền qua cáp từ Luân Đôn đến New York từ những năm 1920, liên quan đến phân bố mức sáng và độ phân giải của ảnh Việc nâng cao chất lượng ảnh phát triển vào khoảng những năm 1955, nhờ vào sự phát triển nhanh chóng của máy tính sau Thế chiến thứ hai, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý ảnh số Đến năm 1964, máy tính đã có khả năng xử lý và nâng cao chất lượng ảnh.
Từ năm 1964, chất lượng ảnh từ mặt trăng và vệ tinh Ranger 7 của Mỹ đã được cải thiện đáng kể nhờ vào các phương tiện xử lý và nhận dạng ảnh hiện đại Các phương pháp trí tuệ nhân tạo như mạng nơron nhân tạo và các thuật toán xử lý tiên tiến ngày càng được áp dụng rộng rãi, mang lại kết quả khả quan Quá trình xử lý ảnh bắt đầu bằng việc thu nhận ảnh từ thế giới ngoài qua các thiết bị như camera Trước đây, ảnh được thu qua camera tương tự, nhưng hiện nay, với sự phát triển công nghệ, ảnh màu hoặc đen trắng được chuyển trực tiếp thành ảnh số, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xử lý tiếp theo Ngoài ra, ảnh cũng có thể được nhận từ vệ tinh hoặc quét từ ảnh chụp bằng máy quét ảnh.
Có thể xem một ví dụ minh họa cho quá trình trên
Hình 2.10: Tiến trình xử lý ảnh
Có thể hiểu tiến trình xử lý trên như sau
Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition) có thể được thực hiện qua camera màu hoặc đen trắng Thông thường, ảnh thu được từ camera là ảnh tương tự, chẳng hạn như camera ống chuẩn CCIR với tần số 1/25, cho ra 25 dòng mỗi ảnh Ngoài ra, còn có loại camera đã số hóa, như CCD (Charge Coupled Device), sử dụng photodiode để tạo cường độ sáng tại mỗi điểm ảnh.
Camera thường dùng là loại quét dòng, tạo ra hình ảnh hai chiều Chất lượng hình ảnh thu nhận được phụ thuộc vào thiết bị thu và môi trường, bao gồm ánh sáng và phong cảnh.
- Tiền xử lý (Image Processing)
Sau khi thu nhận, ảnh có thể gặp phải tình trạng nhiễu và độ tương phản thấp, do đó cần sử dụng bộ tiền xử lý để cải thiện chất lượng hình ảnh Bộ tiền xử lý có chức năng chính là lọc nhiễu và nâng cao độ tương phản, giúp làm cho ảnh trở nên rõ nét và chi tiết hơn.
- Phân đoạn (Segmentation) hay phân vùng ảnh
Phân vùng ảnh là quá trình tách một ảnh đầu vào thành các vùng thành phần để phục vụ cho việc phân tích và nhận dạng Ví dụ, để nhận diện chữ hoặc mã vạch trên phong bì thư nhằm phân loại bưu phẩm, cần phải chia các câu, chữ về địa chỉ hoặc tên người thành các từ, chữ, và số riêng biệt Đây là giai đoạn phức tạp nhất trong xử lý ảnh và dễ gây ra lỗi, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả nhận dạng Kết quả nhận dạng ảnh phụ thuộc nhiều vào công đoạn này.
Biểu diễn ảnh sau khi phân đoạn bao gồm các điểm ảnh của vùng ảnh đã phân đoạn cùng mã liên kết với các vùng lân cận Việc chuyển đổi các số liệu này thành dạng phù hợp là cần thiết cho các bước xử lý tiếp theo bằng máy tính Quá trình chọn các tính chất để thể hiện ảnh được gọi là trích chọn đặc trưng, giúp tách các đặc tính của ảnh dưới dạng thông tin định lượng, đồng thời tạo cơ sở để phân biệt lớp đối tượng này với các đối tượng khác trong ảnh Ví dụ, trong nhận dạng ký tự, việc này rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác.
36 trên phong bì thư, chúng ta miêu tả các đặc trưng của từng ký tự giúp phân biệt ký tự này với ký tự khác
- Nhận dạng và nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation)
Nhận dạng ảnh là quá trình xác định hình ảnh thông qua việc so sánh với mẫu chuẩn đã được học trước Nội suy là việc phán đoán ý nghĩa dựa trên kết quả nhận dạng, chẳng hạn như chuyển đổi một chuỗi chữ số và nét gạch ngang trên phong bì thư thành mã điện thoại Có nhiều phương pháp phân loại ảnh khác nhau, và theo lý thuyết nhận dạng, các mô hình toán học về ảnh được chia thành hai loại nhận dạng ảnh cơ bản.
• Nhận dạng theo tham số
• Nhận dạng theo cấu trúc
Trong khoa học và công nghệ hiện nay, một số phương pháp nhận dạng phổ biến bao gồm nhận dạng ký tự (chữ in, chữ viết tay, chữ ký điện tử), nhận dạng văn bản, nhận dạng vân tay, nhận dạng mã vạch và nhận dạng khuôn mặt.
- Cơ sở tri thức (Knowledge Base)
Ảnh là một đối tượng phức tạp với nhiều yếu tố như đường nét, độ sáng tối, và môi trường thu ảnh, dẫn đến việc xuất hiện nhiễu Trong quá trình xử lý và phân tích ảnh, bên cạnh việc đơn giản hóa các phương pháp toán học để thuận tiện, người ta còn muốn mô phỏng cách mà con người tiếp nhận và xử lý ảnh Hiện nay, nhiều bước trong quy trình xử lý đã áp dụng các phương pháp trí tuệ nhân tạo, từ đó phát huy các cơ sở tri thức.
- Mô tả (biểu diễn ảnh)
Sau khi số hóa, ảnh sẽ được lưu vào bộ nhớ hoặc chuyển sang các khâu tiếp theo để phân tích Việc lưu trữ ảnh trực tiếp từ các ảnh thô yêu cầu dung lượng bộ nhớ lớn và không hiệu quả về mặt ứng dụng và công nghệ Thông thường, các ảnh thô này sẽ được mã hóa lại để giảm thiểu dung lượng lưu trữ.
37 các đặc điểm của ảnh được gọi là các đặc trưng ảnh (Image Features) như: biên ảnh (Boundary), vùng ảnh (Region) Một số phương pháp biểu diễn thường dùng:
• Biểu diễn bằng mã chạy (Run-Length Code)
• Biểu diễn bằng mã xích (Chaine -Code)
• Biểu diễn bằng mã tứ phân (Quad-Tree Code)
- Biểu diễn bằng mã chạy
Phương pháp này thường được sử dụng để biểu diễn vùng ảnh và áp dụng cho ảnh nhị phân Một vùng ảnh R có thể được mã hóa đơn giản bằng cách sử dụng một ma trận nhị phân.