CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 1
Chương 1. TNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo Tổng cục Thống lượng thủy sản nuôi trồng 6 tháng đầu năm 2018 đạt
1.793,5 nghìn tấn, tăng 6,4% so với cùng kỳ năm trước, trong đó đạt 1.310,2
nghìn tấn, tăng 6,1%; tôm đạt 292,6 nghìn tấn, tăng 11,2%. Nuôi tra sản phẩm
chủ lực của ngành Thuỷ sản Việt Nam sau con tôm. Nhiều năm qua, nghề nuôi
tra gặp thuận lợi về giá, người nuôi lãi nên diện tích nuôi được mở rộng. Tính
chung 6 tháng, diện tích nuôi tra của cả nước ước tính đạt 14,3 nghìn ha, tăng
6,8% so với cùng knăm trước, trong đó diện tích nuôi tra thâm canh, bán thâm
canh đạt 4,5 nghìn ha, tăng 10,2%; diện tích nuôi tra quảng canh quảng canh
cải tiến 9,8 nghìn ha, tăng 5,3%. Sản lượng cá tra 6 tháng ước tính đạt 603,1 nghìn
tấn, tăng 8,1% so với cùng knăm trước, trong đó Đồng Tháp đạt 191,8 nghìn tấn,
tăng 4,5%; An Giang 159,8 nghìn tấn, tăng 14,7%. Qua đó, số lượng giống đã
tăng nhanh chóng về chất lượng số lượng. Toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long
có 108 sở cho sinh sản nhân tạo tra gần 1.900 hộ ương dưỡng giống với
diện tích trên 1.500 ha, sản lượng bột sản xuất ước đạt 16,5 tỷ con, tập trung tại
các tỉnh như: An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ… Trong đó An Giang tỉnh sản
xuất và cung ứng cá tra giống chủ yếu của khu vực đồng bằng sông Cửu Long.
Hầu hết giao dịch mua bán bột, ơng, giống hiện nay trên thị trường
vẫn còn sử dụng phương pháp thủ công để ước lượng đếm mẫu. Đối với bột
3 cách: cách thứ nhất dùng cân (loại n 2 đĩa, cân được 1g trở lên), cân
trước. cốc, chậu thutinh hay bát chứa một ít nước sạch. Dùng vợt rớt
bột để bắt cá, giữ vợt để vừa ráo nước. Cân 2-5 gam thả vào bát nước sạch.
Dùng thìa canh múc đếm số cá vừa cân. Lặp lại vài lần như thế, để lấy số trung bình
(số con/gam). Biết số lượng cá bán, sẽ tính được khối lượng cá (bao gam), để cân
giao cho nguời mua cá. Cách thứ hai: nhiều địa phương đã tự làm lấy những dụng
cụ đặc biệt, chuyên để đong bột, goi cái giăng. Đây một cái thìa đặc biệt,
hình dạng nửa quả cầu, đục thủng nhiều lỗ nhỏ để thoát nước. Giăng có nhiều cỡ to,
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 2
nhỏ tương ứng với số lượng bột nhiều hay ít đã được tính sẵn. Cách thứ ba: đổ
vào cốc thuỷ tinh chia độ 3-4 cc nước. Sau đó đổ một ít bột đã róc nước vào
cốc cho nước ng lên 2-3 cc. Đếm số bột trong cốc tính ra 1 cc bao nhiêu
bột. Từ đó sẽ suy ra số bột định mua ơng ứng với số cc. Đối với hương,
giống: dùng phương pháp cân mẫu để 100 gam hay 1000 gam bao con cá. Từ
số lượng mua bán, sbiết được tổng số cân cá, phải giao cho người mua cá. Các
phương pháp y tốn nhiều nhân công, sức khỏe giống, đặc biệt sự sai s
trong quá trình đếm, như vậy khó có sự minh bạch giữa người bán và người mua. Vì
vậy, tự động hóa quá trình nhận dạng và đếm số lượng cá giống một nhu cầu thực
tế. Xuất phát từ chính nhu cầu thực tế đó nhóm đã đưa ra quyết định chọn đề tài:
Thiết kế thi công hệ thống đếm số lượng giốngđể tiến hành nghiên cứu
và thực hiện.
Để đảm bảo việc thi công mạch theo như ý tưởng, chuẩn xác không xảy ra
sự cố bắt buộc ta phải tính toán thiết kế. Nên nhóm đề ra mục tiêu chính thi
công được hệ thống thể đếm được số lượng giống trong ảnh hiển thị ra màn
hình. Tính toán, thiết kế từng khối của hệ thống như: khối nguồn, khối xử trung
tâm, khối led, khối camera, khối hiển thị.
1.2 MC TIÊU
Thiết kế hệ thống (raspberry, camera và lcd) đếm số lượng cá giống. Sử dụng
mã nguồn mở OpenCV vào xử lý ảnh.
1.3 NI DUNG NGHIÊN CU
1.3.1 Kết ni thiết b
- Tìm hiu thông tin linh kin sn phm, thông s k thut.
- Kết nối các module.
- Cài đặt h điều hành, chương trình sử dng, thư viện cho raspberry.
1.3.2 Tiến hành x
- Xử lý chụp, lấy ảnh đầu vào.
- Đọc và hiển thị hình ảnh (ảnh xám): sử dụng matplotlib để đọc file.
- Tạo mặt nạ nhị phân cho ảnh: dùng phương pháp Otsu.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 3
- Làm sạch mặt nạ: loại bỏ các đóm chấm nhỏ như rong rêu, rác…
- Phân đoạn nền, tìm biên của cá.
- Đếm số lượng cá.
- Hiển thị ra màn hình.
1.3.3 Tiến hành th nghim trên h cá có sn
- Thu nhận, xử lý kết quả đạt được.
- Cân chỉnh phù hợp.
1.3.4 Thiết kế thi công môi trường đếm
- Chọn hồ chứa cá có màu nền, cân chỉnh mực nước phù hợp.
- Điều chỉnh ánh sang (không mờ, chóa) đảm bảo ảnh chụp tốt nhất.
- Lắp ráp thiết bị, hoàn thiện hệ thống.
1.3.5 Thu thâp nhn xét kết qu
- Lấy kết quả so sánh với thực tế tính toán sai số.
- Nhận xét nêu ưu nhược điểm của hệ thống.
- Nêu hướng phát triển.
1.3.6 Viết báo cáo
- Thu thập kết quả viết đề cương báo cáo.
- Viết báo cáo.
- Chỉnh sửa, kiểm tra lần cuối trước khi nôp quyển báo cáo.
- Tiến hành báo cáo.
1.4 GII HN
- Số lượng lần đếm nhỏ hơn 50 cá thể.
- Kích thước cá thể từ 1-2cm.
1.5 B CC
Chương 1: Tổng quan
Đặt vấn đề liên quan đến đề tài, tìm hiểu những do sự cần thiết để thực
hiện đề tài, mục tiêu hoàn thành, giới hạn cũng như những bước đi từbản đến cụ
thể mà nhóm sẽ thực hiện trong quá trình nghiên cứu đề tài.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 4
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Trình y các kiến thức về ngôn ngữ Python, thuyết về Raspberry Pi 3,
thuyết về module camera pi, thuyết về màn hình lcd 16x2 được áp dụng trong đề
tài.
Chương 3: Tính toán Thiết kế
Trình bày sơ đồ khối của hệ thống, tính toán thiết kế cho từng khối.
Chương 4: Thi công hệ thống
Thi công bể chứa cá.
Thi công mạch theo thiết kế. Lập trình điều khiển cho Pi. Kiểm tra, chạy thử
nghiệm và tinh chỉnh lỗi.
Chương 5: Kết quả, Nhận xét và Đánh giá
Trình bày kết quả đã đạt được và đưa ra những bàn luận về sản phẩm.
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển
Kết luận chung về đề tài và hướng phát triển của nó.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH 5
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYT
2.1 GII THIU V H THNG X NH
2.1.1 Gii thiu chung
Xử ảnh một lĩnh vực mang tính khoa học công nghệ. một ngành
khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của
rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt y tính
chuyên dụng riêng cho nó.
Xử lý ảnh được đưa vào giảng dạy ở bậc đại học nước ta khoảng chục năm
nay. Nó là môn học liên quan đến nhiều lĩnh vực và cần nhiều kiến thức cơ sở khác.
Đầu tiên phải kể đến xtín hiệu số một môn học hết sức bản cho xử tín
hiệu chung, các khái niệm về tích chập, các biến đổi Fourier, biến đổi Laplace, các
bộ lọc hữu hạn… Thứ hai, các công cụ toán như đại số tuyến tính, sác xuất, thống
kê. Một số kiến thứ cần thiết như trí tuệ nhân tạo, mạng nơron nhân tạo cũng được
đề cập trong quá trình phân tích và nhận dạng ảnh.
Các phương pháp xử ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính: nâng cao chất
lượng ảnh và phân tích ảnh. Ứng dụng đầu tiên được biết đến nâng cao chất
lượng ảnh báo được truyền qua cáp từ Luân đôn đến New York từ những năm 1920.
Vấn đề nâng cao chất lượng ảnh liên quan tới phân bố mức sáng độ phân giải
của ảnh. Việc nâng cao chất lượng ảnh được phát triển vào khoảng những m
1955. Điều y có thể giải thích được sau thế chiến thứ hai, y tính phát triển
nhanh tạo điều kiện cho quá trình xử lý ảnh thuận lợi. Năm 1964, y tính đã có
khả năng xử lý và nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng và vệ tinh Ranger 7 của M
bao gồm: làm nổi đường biên, u ảnh. Từ năm 1964 đến nay, các phương tiện xử
lý, nâng cao chất lượng, nhận dạng ảnh phát triển không ngừng. Các phương pháp
tri thức nhân tạo như mạng nơ ron nhân tạo, các thuật toán xử lý hiện đại và cải tiến,
các công cụ nén ảnh ngày càng được áp dụng rộng rãi thu nhiều kết quả khả
quan.
Để dễ tưởng tượng, t các bước cần thiết trong xử ảnh. Đầu tiên, ảnh tự
nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua c thiết bị thu (như camera, máy chụp