MỞ ĐẦU Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 9/55 Luan van Tính cấp thiết của đề tài Tại nước phát triển trên thế giới, sự đột phá về khoa học – kỹ thuật đã giúp họ tìm ra những công nghệ tiên tiến áp dụng trong sản xuất, chế tạo và nghiên cứu. Cho đến nay, việc ứng dụng kỹ thuật trong cuộc sống, công việc cũng như nhiều lĩnh vực khác đã và đang được áp dụng phổ biến hơn. Xu hướng phát triển công nghệ ngày càng được đẩy mạnh nhằm phục vụ và cải thiện đời sống con người, trong đó, có những công nghệ và phát minh có thể làm thay đổi toàn diện cuộc sống con người… Cùng với sự tăng trưởng ngày càng mạnh mẽ của công nghệ số thì việc kiểm tra dữ liệu, thông tin của sản phẩm hoặc cá nhân tổ chức nào đó một cách nhanh chóng và thuận tiện là điều vô cùng quan trọng do đó QR code ra đời nhằm đảm bảo và đáp ứng các yêu cầu trên. Trong thời kì công nghệ hóa, hiện đại hóa thì các nhà máy ngày càng nhiều thì việc điều khiển tự động ngày càng phổ biến nên các dây chuyền phân loại tự động càng được cần thiết, giúp tăng năng suất, giảm sai sót, giảm thời gian phân loại, tốc độ phân loại cao, giảm sức lao động của con người.
Một nhà máy có tính tự động trong phân loại thì có thể giảm diện tích kho bãi do không có hàng tồn động, các sản phẩm sau khi sản xuất ra thì có thể trực tiếp lên container hoặc di chuyển đến nơi khác, không phụ thuộc vào công nhân vận chuyển thường dùng các xe nâng hàng, giảm tai nạn lao động, doa các quá trình trên cò người không trực tiếp can thiệp mà chỉ cần giám sát thiết bị vận hành. Do công dụng của QRcode trong đời sống rất thực nghiệm nên nhóm sinh viên chúng em quyết định nghiên cứu về QRcode. Qua đó có thể giúp chúng em hiểu hơn về cách vận hành và có thêm nhưng nhận định rõ hơn về ưu nhược điểm mà tụi em làm được thông qua mô hình. Đó cũng là lý do mà tụi em đã chọn đề tài này để nghiên cứu, do đề tài đã có nhưng bước tiến lớn và ứng dung rộng rãi trong và ngoài nước nên chúng em chỉ nghiên cứu với mô hình mang tính chất tham khảo.
Từ những giả thiết trên, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài “ Ứng dụng xử lý ảnh để phân loại sản phẩm bằng QR code trên băng tải” làm đề tài nghiên cứu khoa học. Tổng quan tình hình nghiên cứu Trong nước: + Ở Việt Nam, QR Code đa số được sử dụng trong dân dụng chưa được rộng rãi trong công nghiệp. + Nghiên cứu mã QR code và ứng dụng trong công tác quản lý thông tin sinh viên (Tác giả: Nguyễn Duy Linh, Trương Thanh Đồng) (Bài viết này nói về ứng dụng của mã QR code trong việc xác minh, tìm kiếm và quản lý thông tin sinh viên, có thể sử dụng các thiết bị hiện có như camera laptop hay camera thường để quét mã, tiết kiệm thời gian nhập thông tin, cho kết quả nhanh khi thực hiện các chức năng tra cứu.) + Ứng dụng QR code Ngoài nước: Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 10/55 Luan van + Research on Dual Anti Duplication and Anti-conterfeiting Technology of QR Code Based on Metamerism Characteristics (Author: Chen Fangfang, Cao Peng) (Year :2020). Bài báo này đề xuất một phương pháp chống hàng giả bằng cách sử dụng đặc điểm metamerism in màu CMYK và nhúng nhiễu giả ngẫu nhiên để tạo QR an toàn mã có chống sao chép kép và chống hàng giả.
Mẫu sàng lọc tương ứng được thiết kế theo vị trí và số lượng thông tin nhiễu của mã QR an toàn. Khi sàng lọc bán sắc được thực hiện trên hình ảnh siêu sắc, một mẫu sàng lọc có thể được sử dụng theo thông tin nhiễu, giúp cải thiện hiệu quả hiển thị của hình ảnh. + Channel Coding Optimization for Visually Pleasant QR Codes: Invited Presentation (Author: Karelia Pena-Pena; Gonzalo R. (Trong bài báo này, một thuật toán để tạo mã QR nâng cao trực quan được đề xuất.
Thuật toán nhằm mục đích trộn mã QR đen và trắng với một hình ảnh màu. Lợi dụng việc sửa lỗi mã được sử dụng trong mã hóa mã QR tiêu chuẩn, mã nhị phân gốc mã QR được sửa đổi mà không ảnh hưởng đến tỷ lệ giải mã. Loại bỏ GaussJordan được sử dụng để tạo QR nhị phân mới này mã có cấu trúc giống với hình ảnh màu hơn. Cuối cùng, độ sáng của hình ảnh pha trộn được tối ưu hóa để giảm thiểu chỉ số chất lượng hình ảnh bị hạn chế ở mức tối đa xác suất lỗi giải mã.
+ Data Validation System Using QR Code and Meaningless Reversible Degradation (Author: Lucas F. Vizcarra Melgar) (Year: 2019) (Bài báo này trình bày một hệ thống xác thực dữ liệu chuỗi mới sử dụng Mã QR và có thể đảo ngược vô nghĩa suy thoái. Đề án đề xuất khai thác có thể đảo ngược tính chất suy thoái, sử dụng Berlekamp có hệ thống thuật toán sửa lỗi Reed-Solomon và mã QR. Cơ chế mới này mã hóa tối đa 388 ký tự trong hai kênh thông tin: QR phiên bản động Mã (kênh 1) và mạng không dây (kênh 2).
Chế độ byte Mã QR lưu trữ một phần bị hỏng và các bit đầu vào dữ liệu bị che. Kích thước phiên bản của nó thay đổi giữa 1 và 11 theo số lượng dữ liệu được lưu trữ. Không dây kênh tải xuống Reed-Solomon được tạo trước đó tệp dự phòng để sửa thông tin truy xuất Mã QR và giải mã thông điệp bí mật.) + The Nested QR Code (Author: Guo-Jian Chou; Ran-Zan Wang) (Year: 2020) (Bài báo này trình bày một biến thể mới của mã QR được đặt tên là mã QR lồng nhau. Nó bao gồm hai mã QR với các tin nhắn riêng lẻ trên một nơi chia sẻ hình ảnh.
Hai mã QR có thể được đọc riêng biệt một chút điều chỉnh khoảng cách và góc tại đó hình ảnh thu được bằng cách sử dụng trình đọc mã QR tiêu chuẩn.) Mục tiêu của đề tài Tìm hiểu hoạt động, cấu tạo của QR code. - Phân tích những ưu điểm khi sử dụng QR code để phân loại so với các phương pháp truyền thống và so với phân loại thủ công. - Làm mô hình thực tế để xem xét những khó khăn và khuyết điểm của phân loại bằng QR code để tìm ra hướng giải quyết và phát triển thêm. Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 11/55 Luan van Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận - Tiếp cận từ thực tiễn, khảo sát đánh giá thực trạng phân loại sản phẩm của các nhà máy hiện nay và nhu cầu phân loại tự động của các nhà máy.
- Tiếp cận từ những định hướng, mục tiêu, chiến lược phát triển của ngành tự động hóa trong công nghiệp Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Trên cơ sở dữ liệu, thông tin có sẵn tại các văn bản, tài liệu bằng các thao tác tư duy logic để rút ra kết luận để phân tích chúng thành những chủ để có liên quan đến nhau, cùng một hướng trong đề tài. - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: áp dụng trực tiếp vào vấn đề cần nghiên cứu trên mô hình để hiểu rõ bản chất và các quy luật của vấn đề. - Phương pháp thực nghiệm khoa học: Áp dụng đối với một số vấn đề nghiên cứu cần tác động vào đối tượng đề điều hướng chúng phát triển hay hoạt động theo mục tiêu dự kiến đặt ra. Phạm vi nghiên cứu Do hạn chế về thời gian và nguồn lực tài chính, đề tài xác định các phạm vi như sau: - Phạm vi không gian: đề tài chỉ tập trung xem tài liệu và lắp ráp mô hình tại nhà và trường - Phạm vi thời gian: đề tài tập trung nghiên cứu trong gần 1 năm.
Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 12/55 Luan van CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 13/55 Luan van Mã QR là gì? Mã QR hay mã hai chiều là một mã vạch ma trận (hay mã vạch hai chiều, mã phản hồi nhanh) được phát triển bởi công ty Denso Wave (Nhật Bản) vào năm 1994. Chữ "QR" xuất phát từ "Quick Response", trong tiếng Anh có nghĩa là đáp ứng nhanh, vì người tạo ra nó có ý định cho phép mã được giải mã ở tốc độ cao. Mã QR được ứng dụng ở đâu? Thông thường, điện thoại thông minh được sử dụng như một máy quét mã QR, hiển thị mã và chuyển đổi nó thành một số dạng hữu ích (chẳng hạn như URL tiêu chuẩn cho một trang web, do đó không cần người dùng nhập mã đó vào trình duyệt web) Mặc dù ban đầu được sử dụng để theo dõi các bộ phận trong sản xuất xe, mã QR được sử dụng trong nhiều ứng dụng hơn.
Chúng bao gồm theo dõi thương mại, giải trí và bán vé vận tải, tiếp thị sản phẩm và khách hàng thân thiết và ghi nhãn sản phẩm tại cửa hàng. Chúng có thể được sử dụng để lưu trữ thông tin cá nhân để các tổ chức, lưu trữ địa chỉ và URL có thể xuất hiện trên tạp chí, trên bảng hiệu, trên xe buýt, trên danh thiếp. Hiện tại đang đẩy mạnh việc sử dụng vào chức năng thẻ tín dụng. Cấu tạo của mã QR Không giống như các mã vạch một chiều cũ hơn, được thiết kế để quét cơ học bằng chùm ánh sáng hẹp, mã QR được phát hiện bởi cảm biến hình ảnh kỹ thuật số 2 chiều và sau đó được phân tích kỹ thuật số bởi một bộ xử lý được lập trình.
Bộ xử lý định vị ba hình vuông đặc biệt ở các góc của hình ảnh mã QR, sử dụng một hình vuông nhỏ hơn (hoặc nhiều hình vuông) gần góc thứ tư để chuẩn hóa hình ảnh về kích thước, hướng và góc xem. Các chấm nhỏ trong toàn bộ mã QR sau đó được chuyển đổi thành số nhị phân và được xác thực bằng một thuật toán sửa lỗi. Mức độ lưu trữ: Lượng dữ liệu có thể được lưu trữ trong biểu tượng mã QR phụ thuộc vào kiểu dữ liệu (chế độ hoặc bộ ký tự đầu vào), phiên bản (1, ., 40, cho biết kích thước tổng thể của biểu tượng), và mức độ sửa lỗi. Dung lượng lưu trữ tối đa xảy ra cho phiên bản 40 và mức sửa lỗi L (thấp), ký hiệu là 40-L.
Số hiệu: HD/QT-PKHCN-QHQT-NCKHSV/00 Lần soát xét: 00 Ngày hiệu lực: 01/4/2020 Trang: 14/55 Luan van Hình 2.