CHƯƠNG 1. TỔNG QUÁT mặt người bằng thuật toán phân tích thành phần chính (Principle Components Analysic- PCA). - Chương 3: Thiết Kế và Tính Toán Đưa ra sơ đồ khối cho toàn mạch, tính toán thiết kế và lựa chọn linh kiện phù hợp cho từng khối, sau đó ghép các khối lại và thiết kế sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in cho toàn mạch. - Chương 4: Thi công hệ thống Chương 4 sẽ trình bày các bản vẽ mạch sẽ thi công.
Bao gồm các mạch gửi tin nhắn, kết nối phần cứng hoàn chỉnh để hệ thống có thể hoạt động. Đóng gói các mạch điện tử để đảm bảo tính thẩm mỹ cho hệ thống và để bảo vệ khỏi các tác nhân của môi trường. Các mạch in và mạch thực tế cũng được trình bày một cách rõ nhất để người đọc có thể hiểu rõ hơn về sơ đồ của mạch. Chương này cũng trình bày về lưu đồ giải thuật của từng quá trình xử lý.
Ta có lưu đồ của quá trình huấn luyện ảnh, lưu đồ về phát hiện người và nhận diện khuôn mặt, lưu đồ chương trình hệ thống báo động. Từ các lưu đồ trên, người đọc có thể hiểu được các bước hoạt động ra sao. - Chương 5: Kết Quả, Nhận Xét và Đánh Giá Kết quả của quá trình hoạt động sẽ được trình bày trong phần này. Từ các kết quả thu được, ta đưa ra những nhận xét về ưu điểm, nhược điểm của quá trình hoạt động của hệ thống.
- Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Đưa ra những đánh giá khách quan về đề tài thực hiện: những kết quả tốt mà nhóm đã thực hiện, những gì chưa làm được, những mặt hạn chế của đề tài. Cuối cùng là đưa ra hướng phát triển trong thời gian tới để đề tài có thể ứng dụng trong thực tế. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 3 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2.
CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2. GIỚI THIỆU VỀ RASPBERRY PI VÀ MODULE CAMERA PI Raspberry Pi - chiếc máy tính mini kích thước chỉ bẳng một thẻ tín dụng ATM, được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation-UK. Raspberry Pi sản xuất và được phân phối chính bởi Element14, RS Components và Egoman. Vào đầu tháng hai năm 2015, thế hệ tiếp theo của Raspberry Pi, Raspberry Pi 2, đã được phát hành.
Board máy tính mới này đầu tiên chỉ có một cấu hình (model B) và trang bị SoC Broadcom BCM2836, với một nhân ARM Cortex-A7 CPU lõi tứ và một VideoCore IV dual-core GPU, bộ nhớ RAM: 1GB, thông số kỹ thuật còn lại tương tự như của các thế hệ model B+ trước đó. Hiện tại, Raspberry Pi 3 đã phát hành, tích hợp 2 module tiện ích là wifi và bluetooth. Mục đích chính là tạo ra máy tính rẻ tiền hỗ trợ việc giảng dạy lập trình ở các trường học. Có thể lập trình bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau, chẳng hạn như Python, C và những ngôn ngữ mà nhà sản xuất quy định cho kit.
Trong đồ án này, đề tài “Báo Trộm Dùng Camera Và Kit Raspberry” sẽ giao tiếp và lập trình với ngôn ngữ Matlab.1 là hình ảnh thực tế và vị trí các bộ phận của Raspberry Pi 2 [1]. Cấu tạo một Raspberry Pi 2. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 4 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Raspberry Pi 2 được trang bị một bộ xử lý Broadcom lõi ARM Cortex A7 900MHz, với 1GB RAM, do đó nó mang lại hiệu xuất cao hơn gấp 6 lần so với Raspberry trước là Raspberry Pi Model B+.
Raspberry Pi dựa trên SoC BCM2835 của Broadcom, CPU là bộ xử lý Broadcom BCM2836 quad-core ARM Cortex A7 900MHz. Chip này đã được ứng dụng trong điện thoại smartphone và có thể chạy được trên hệ điều hành Linux. Cấu tạo một kit Raspberry Pi 2 được mô tả như sau: - GPIO: Raspberry Pi 2 có tất cả 40 chân. Số chân của model này nhiều hơn so với các model A và B chỉ có 26 chân.
Các chân này có chức năng là kết nối với các thiết bị điện tử khác. - Cổng CSI (Camera Serial Interface): khe cắm này là để cắm module Camera vào Raspberry Pi. Ngày 14 tháng 5 năm 2013, Foundation và các nhà phân phối RS Components & Premier Farnell / Element 14 đã ra mắt board Camera Raspberry Pi với một bản cập nhật firmware kèm theo. Nó có thể tạo ra video 1080p, 720p và 640x480p.
Kích thước của module này là 25 mm x 20 mm x 9 mm. - Nguồn cấp: Raspberry Pi có thể sử dụng đến 700mA tại mức áp 5V khi bạn sử dụng nhiều thiết bị USB và cổng LAN. Vì thế, để tránh hư hỏng không mong muốn xảy ra trên kit, nên sử dụng nguồn có điện áp 5V-1A. Ta có thể thông qua chân GPIO để cung cấp nguồn, tuy nhiên điện áp quá mức 5V cấp trực tiếp vào GPIO có thể gây hư hỏng các thiết bị cắm vào cổng USB, chip quản lý USB và LAN.
Vì vậy, nên cân nhắc khi sử dụng trường hợp này để tránh gây hư hỏng cho kit. - Kết nối mạng Ethenet: 10/100 Ethernet (RJ45) với USB hub, cho phép kết nối Internet, mạng LAN và truy cập SSH dễ dàng. Cắm dây mạng vào kit Raspberry Pi, kết nối với màn hình máy tính có kết nối mạng, ta có thể kết nối và sử dụng Internet một cách dễ dàng. - Ngoại vi cấp thấp: 8 × GPIO, UART, I2C , SPI với 2 chip lựa chọn, +3.
- Khe cắm thẻ micro SD: Có thể nhận thấy sẽ không có ổ cứng trên Raspberry Pi và thay vào đó là thẻ nhớ SD. Tất cả dữ liệu sẽ được lưu trữ trên thẻ nhớ này. Cần BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 5 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT dùng ít nhất là thẻ 4GB class 4 (4MB/s) cho Raspberry Pi (khuyên dùng thẻ 8GB class 10).
Đối với các chân GPIO của Raspberry, để tiện cho việc kết nối phần cứng ngoại vi với Raspberry, ta dựa vào sơ đồ chân GPIO được nhà sản xuất công bố trên sách hướng dẫn đi kèm và trong đồ án này trình bày như bảng 2. Sơ đồ chân GPIO của Raspberry Pi 2 Pin Name Name Pin 01 3.3v DC Power 5v DC Power 02 03 GPIO 02 5v DC Power 04 05 GPIO 03 Ground 06 07 GPIO 04 GPIO 14 08 09 Ground GPIO 15 10 11 GPIO 17 GPIO 18 12 13 GPIO 27 Ground 14 15 GPIO 22 GPIO 23 16 17 3.3v DC Power GPIO 24 18 19 GPIO 10 Ground 20 21 GPIO 09 GPIO 25 22 23 GPIO 11 GPIO 08 24 25 Ground GPIO 07 26 27 ID_SD ID_SC 28 29 GPIO 05 Ground 30 31 GPIO 06 GPIO 12 32 33 GPIO 13 Ground 34 35 GPIO 19 GPIO 16 36 37 GPIO 26 GPIO 20 38 39 Ground GPIO 21 40 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 6 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong đồ án này, module Camera pi đi kèm với kit Raspberry để làm thiết bị thu ảnh đầu, thiết bị được mô tả như hình 2.2 là hình ảnh thực tế của Camera Pi. Module Camera có kích thước 25mm x 20mm x 9mm và nặng khoảng 3g.
Camera Raspberry Pi V1 5MP là version đầu tiên của modul Camera cho Raspberry Pi từ trước đến nay, độ phân giải cao và có khả năng quay video với độ phân giải full HD tốc độ 30 fps, độ phân giải HD là 60 fps và VGA là 60/90 fps. Module Camera được kết nối với cổng CSI (Camera Serial Interface) thông qua cáp tín hiệu.3 là sự kết nối của module Camera pi và kit Raspberry thông qua cáp tín hiệu để nhận hình ảnh khi hệ thống hoạt động [1]. Module Camera Pi Hình 2. Kết nối giữa module Camera pi và kit Raspberry Pi BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 7 do an CHƯƠNG 2.
TIỀN XỬ LÝ ẢNH 2.1 Tổng quan về quá trình tiền xử lý ảnh Tiền xử lý ảnh là quá trình sử dụng các kỹ thuật xử lý ảnh để làm ảnh tốt lên theo mục đích sử dụng. Chính vì thế, công đoạn tiền xử lý ảnh được xem như là bước xử lý quan trọng, tạo cơ sở cho việc xử lý ảnh ở phần sau. Mục đích của bước “tiền xử lý ảnh” trong đồ án này là nhằm những mục đích như sau: - Điều chỉnh độ sáng để khắc phục hậu quả của việc chiếu sáng không đều. - Giảm nhỏ thành phần nhiễu ảnh, tức là các đối tượng xuất hiện ngoài ý muốn.
- Hiệu chỉnh giá trị độ sáng giữa nền và đối tượng. - Chuẩn hóa độ lớn, màu, dạng của ảnh. - Điều chỉnh bộ lọc để khuếch đại và nén các tần số.2 Không gian màu YCbCr, RGB a. Không gian màu YCbCr Không gian màu YCbCr là một biến thể của mô hình YUV, trong đó Y được giữ nguyên và Cb, Cr lần lượt biến thể thừ U, V.
Với U và V đại diện cho các thành phần màu. YcbCr thường được định nghĩa sử dụng trong các thiết bị phát hình và dùng vào mục đích nén ảnh màu, xử lý video số. Không gian màu này sẽ phân tách không gian RGB thành các thành phần độ chói và thành phần màu sắc theo công thức chuyển đổi [2]: Y = 0.100B BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP 8 do an CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hoặc được viết dưới dạng ma trận: Y 0.
Không gian màu RGB RGB là không gian màu rất phổ biến được dùng trong đồ họa máy tính và nhiều thiết bị kỹ thuật số khác. Ý tưởng chính của không gian màu này là sự kết hợp của 3 màu sắc cơ bản : màu đỏ (R, Red), xanh lục (G, Green) và xanh lơ (B, Blue) để mô tả tất cả các màu sắc khác. Nếu như một ảnh số được mã hóa bằng 24 bit, nghĩa là 8 bit cho kênh R, 8 bit cho kênh G, 8 bit cho kênh B, thì mỗ kênh này màu này sẽ nhận giá trị từ 0-255. Với mỗi giá trị khác nhau của các kênh màu kết hợp với nhau ta sẽ được một màu khác nhau, như vậy ta sẽ có tổng cộng 255x255x255 = 1.66 triệu màu sắc [2].
Ví dụ: màu đen là sự kết hợp của các kênh màu (R, G, B) với giá trị tương ứng (0, 0, 0) màu trắng có giá trị (255, 255, 255), màu vàng có giá trị (255, 255, 0), màu tím đậm có giá trị (64, 0, 128), và các giá trị màu khác. Nếu ta dùng 16 bits để mã hóa một kênh màu (48 bit cho toàn bộ 3 kênh màu) thì dãi màu sẽ trãi rộng lên tới 3*2^16 - Một con số rất lớn.4 biểu diễn mỗi màu gốc (Đỏ - R, Lam – B, Lục - G) có các gốc đối diện là các màu bù với nó. Hai màu được gọi là bù nhau khi kết hợp với nhau ra màu trắng (ví dụ: Lam và đỏ thắm).