
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Theo Tổng cục Thống kê 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 cá đạt 1.310,2
nghìn tấn, tăng 6,1%; tôm đạt 292,6 nghìn tấn, tăng 11,2%. Nuôi cá tra là sản phẩm
chủ lực của ngành Thuỷ sản Việt Nam sau con tôm. Nhiều năm qua, nghề nuôi cá
tra gặp thuận lợi về giá, người nuôi có lãi nên diện tích nuôi được mở rộng. Tính
chung 6 tháng, diện tích nuôi cá tra của cả nước ước tính đạt 14,3 nghìn ha, tăng
6,8% so với cùng kỳ năm trước, trong đó diện tích nuôi cá tra thâm canh, bán thâm
canh đạt 4,5 nghìn ha, tăng 10,2%; diện tích nuôi cá tra quảng canh và 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 kỳ năm 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 cá giống đã
tăng nhanh chóng về chất lượng và số lượng. Toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long
có 108 cơ sở cho sinh sản nhân tạo cá tra và gần 1.900 hộ ương dưỡng cá giống với
diện tích trên 1.500 ha, sản lượng cá 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 là 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 cá bột, cá hương, cá giống hiện nay trên thị trường
vẫn còn sử dụng phương pháp thủ công để ước lượng và đếm mẫu. Đối với cá bột
có 3 cách: cách thứ nhất là dùng cân (loại cân 2 đĩa, cân được 1g trở lên), cân bì
trước. Bì là cốc, chậu thuỷ tinh hay bát có chứa một ít nước sạch. Dùng vợt rớt cá
bột để bắt cá, giữ vợt để cá vừa ráo nước. Cân 2-5 gam cá 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 và
giao cho nguời mua cá. Cách thứ hai: nhiều địa phương đã tự làm lấy những dụng
cụ đặc biệt, chuyên để đong cá bột, goi là cái giăng. Đây là một cái thìa đặc biệt, có
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 cá bột nhiều hay ít đã được tính sẵn. Cách thứ ba: đổ
vào cốc thuỷ tinh có chia độ 3-4 cc nước. Sau đó đổ một ít cá bột đã róc nước vào
cốc cho nước dâng lên 2-3 cc. Đếm số cá bột trong cốc và tính ra 1 cc có bao nhiêu
cá bột. Từ đó sẽ suy ra số cá bột định mua tương ứng với số cc. Đối với cá hương,
cá giống: dùng phương pháp cân mẫu để 100 gam hay 1000 gam có bao con cá. Từ
số lượng cá mua bán, sẽ biết được tổng số cân cá, phải giao cho người mua cá. Các
phương pháp này tốn nhiều nhân công, sức khỏe cá giống, đặc biệt có sự sai số
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 là một nhu cầu thực
tế. Xuất phát từ chính nhu cầu thực tế đó mà nhóm đã đưa ra quyết định chọn đề tài:
“Thiết kế và thi công hệ thống đếm số lượng cá giống” để tiến hành nghiên cứu
và thực hiện.
Để đảm bảo việc thi công mạch theo như ý tưởng, chuẩn xác và không xảy ra
sự cố bắt buộc ta phải tính toán và thiết kế. Nên nhóm đề ra mục tiêu chính là thi
công được hệ thống có thể đếm được số lượng cá giống trong ảnh hiển thị ra màn
hình. Tính toán, thiết kế từng khối của hệ thống như: khối nguồn, khối xử lý trung
tâm, khối led, khối camera, khối hiển thị.
1.2 MỤC 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 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.3.1 Kết nối thiết bị
- Tìm hiểu thông tin linh kiện sản phẩm, thông số kỹ thuật.
- Kết nối các module.
- Cài đặt hệ điều hành, chương trình sử dụng, thư viện cho raspberry.
1.3.2 Tiến hành xử lý
- 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 thử nghiệm trên hồ cá có sẵn
- 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 nhận xét kết quả
- 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 GIỚI HẠN
- Số lượng lần đếm nhỏ hơn 50 cá thể.
- Kích thước cá thể từ 1-2cm.
1.5 BỐ CỤC
Chương 1: Tổng quan
Đặt vấn đề liên quan đến đề tài, tìm hiểu những lý do và sự cần thiết để thực
hiện đề tài, mục tiêu hoàn thành, giới hạn cũng như những bước đi từ cơ bản 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 bày các kiến thức về ngôn ngữ Python, lý thuyết về Raspberry Pi 3, lý
thuyết về module camera pi, lý thuyết về màn hình lcd 16x2 được áp dụng trong đề
tài.
Chương 3: Tính toán và 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 THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ ẢNH
2.1.1 Giới thiệu chung
Xử lý ảnh là một lĩnh vực mang tính khoa học và công nghệ. Nó là một ngành
khoa học mới mẻ so với nhiều ngành khoa học khác nhưng tốc độ phát triển của nó
rất nhanh, kích thích các trung tâm nghiên cứu, ứng dụng, đặc biệt là máy tính
chuyên dụng riêng cho nó.
Xử lý ảnh được đưa vào giảng dạy ở bậc đại học ở 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 xử lý tín hiệu số là một môn học hết sức cơ bản cho xử lý 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 lý ảnh bắt đầu từ các ứng dụng chính: 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.
Vấn đề nâng cao chất lượng ảnh có liên quan tới phân bố mức sáng và độ phân giải
của ảnh. Việc nâng cao chất lượng ảnh được phát triển vào khoảng những năm
1955. Điều này có thể giải thích được vì sau thế chiến thứ hai, máy tính phát triển
nhanh tạo điều kiện cho quá trình xử lý ảnh sô thuận lợi. Năm 1964, máy tính đã có
khả năng xử lý và nâng cao chất lượng ảnh từ mặt trăng và vệ tinh Ranger 7 của Mỹ
bao gồm: làm nổi đường biên, lưu 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 và thu nhiều kết quả khả
quan.
Để dễ tưởng tượng, xét các bước cần thiết trong xử lý ảnh. Đầu tiên, ảnh tự
nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua các thiết bị thu (như camera, máy chụp

