DANH SÁCH ĐỀ TÀI LUẬN VĂN CAO HỌC - 2014

GVHD: TS. TRƯƠNG QUANG VINH

Email: tqvinh@hcmut.edu.vn

Chú ý:

• Học viên cao học (HVCH) đăng ký đề tài với GVHD trực tiếp tại phòng 116B1. • Ưu tiên học viên cao học đã có kiến thức nền yêu cầu theo từng đề tài • Các thiết bị phần cứng của đề tài đã có sẵn tại lab 116B1: Kit DE2, Beagle board, Friendly ARM,

camera USB.

Đề tài 1 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÁY HÀN SIÊU ÂM SỬ DỤNG VI XỬ LÝ ARM

CONTROL SYSTEM FOR ULTRASONIC WELDING DEVICES USING ARM PROCESSOR

Mô tả Hàn siêu âm là công nghệ hàn tương đối mới, dùng để hàn các sản phẩm nhựa có cấu trúc vô định hình (amorphous) với nhiệt độ nóng chảy thấp, hoặc hàn các chi tiết kim loại mỏng cùng hoặc khác vật liệu với nhau. Trong hàn siêu âm, dao động tần số cao ở dạng tín hiệu điện được chuyển hóa thành dao động tần số cao tín hiệu cơ thông qua bộ chuyển đổi. Các tín hiệu này được khuyếch đại nhờ booster, truyền đến khuôn hàn (horn), trước khi truyền tải vào hai chi tiết cần hàn, làm cho các phân tử bề mặt tiếp xúc giữa hai chi tiết dao động cùng tần số. Khi đó, tác động một lực ép vào thì hai chi tiết được kết dính chặt với nhau theo nguyên lý khuyếch tán, tạo ra mối hàn siêu âm.

Sơ đồ máy hàn siêu âm

Hệ thống điều khiển máy hàn siêu âm có nhiệm vụ tạo ra sóng cộng hưởng với điện áp cao để điều khiển bộ chuyển đổi sóng điện sang sóng cơ siêu âm (Ultrasonic transducer). Bộ phát sóng cần phối hợp trở kháng của transducer để tạo ra sóng cộng hưởng với biên độ cao nhất.

Sơ đồ bộ điều khiển máy hàn siêu âm

Trong hệ thống hàn siêu âm, tần số làm việc là rất quan trọng để kiểm soát trở kháng của đầu dò siêu âm. Bên cạnh đó, vấn đề cần giải quyết là hiệu ứng nhiệt độ của đầu dò siêu âm. Nhiệt độ tăng lên sẽ thay đổi đặc tính trở kháng của đầu dò siêu âm và làm cho trở kháng quá thấp và làm cho hệ thống không ổn định. Vì vậy, sẽ là cần thiết để điều chỉnh tần số làm việc theo đúng trở kháng của đầu dò siêu âm để duy trì công suất đầu ra ổn định.

Đề tài này yêu cầu thiết kế bộ điều khiển máy hàn siêu âm sử dụng vi xử lý ARM, theo yêu cầu sau:

• Phối hợp trở kháng của transducer để tạo tần số ngõ ra 40KHz

• Duy trì biên độ điện áp sóng ngõ ra ổn định ở mức điều khiển được

• Dòng ngõ ra tối đa 10A

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức vi điều khiển ARM

-Kiến thức về mạch tạo sóng

-Thiết kế bo mạch phần cứng

- Lập trình C++

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Đã có tài liệu chi tiết mô tả mạch điều khiển máy hàn siêu âm dùng để tham khảo

-Đã có phần cơ khí máy hàn siêu âm và bộ transducer

-Kit vi điều khiển ARM (của Texas Intrument hoặc ST Electronics)

Đề tài 2 THIẾT KẾ VÀ HIỆN THỰC LÕI IP GIẢM NHIỄU VIDEO 3 CHIỀU

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF IP CORE FOR 3D NOISE REDUCTION

Mô tả Trong điều kiện ánh ánh yếu nhiễu thường xuất hiện làm giảm chất lượng ảnh, đồng thời cũng ảnh hưởng để quá trình xử lý nén hoặc giải nén ảnh.

Hình minh họa lọc nhiễu 3D

Các phương pháp loại bỏ nhiễu ảnh hiện thời chia ra làm hai loại: lọc nhiễu 2 chiều và lọc nhiễu 3 chiều.

Phương pháp lọc nhiễu hai chiều chỉ phân tích trên miền không gian của từng khung hình, mà bỏ qua thông tin tương quan của những khung hình liên tiếp nhau. Phương pháp này tập trung tìm sự tương quan của điểm ảnh đang xét và những điểm ảnh lân cận trên cùng một khung hình để phân tích mức độ nhiễu và loại bỏ chúng. Khuyết điểm của phương pháp này là có thể làm mờ ảnh, làm mất đi các chi tiết cạnh của ảnh.

Phương pháp lọc nhiễu ba chiều phân tích điểm ảnh ở cùng vị trí trên nhiều khung hình liên tiếp nhau, tìm ra mối tương quan và loại bỏ được nhiễu. Phương pháp này xác định mức độ khác nhau của điểm ảnh trên khung hình hiện tại và điểm ảnh cùng vị trí trên các khung hình trước.

Đề tài này đặt mục tiêu phát triển giải thuật lọc nhiễu 3D và hiện thực phần cứng thành lõi IP đặc tính sau:

-Lọc nhiễu 3D thời gian thực 1080p@30

-Giao tiếp Avalon Streaming

-Tốc độ xung clock tối đa 120MHz

-Tốc độ truyền 30M samples per second

-Test theo yêu cầu chuẩn của Synopsys

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức về xử lý ảnh và video

-Kiến thức về các giải thuật noise filter, noise reduction

-Thiết kế phần cứng trên FPGA, kit DE2

-Kỹ năng lập trình: Matlab, VHDL/Verilog

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Kit DE2, Kit Bitec Cyclone III, Kit Cyclone V GT (đã có sẵn trong lab IC design)

-Phần mềm Matlab, Quartus, ModelSim

Đề tài 3 HIỆN THỰC HIỆU ỨNG PICTURE-IN-PICTURE SYSTEM TRÊN FPGA

IMLEMENTATION OF PICTURE-IN-PICTURE SYSTEM ON FPGA

Mô tả Giới thiệu:

Hiệu ứng PiP là hiệu ứng cho phép xem nhiều kênh video trên cùng một màn hình. Ngư ời sử dụng có thể tùy biến chọn kích thước các cửa sổ video. Hiệu ứng PiP cũng bao g ồm các kỹ xảo chuyển cảnh giữa các kênh video.

Đề tài này yêu cầu thiết kế hệ thống PiP với các thông số sau:

• 4 kênh vào S-video, • 2 kênh vào SDI • 1 kênh ra DVI

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức về segmentation

-Thiết kế phần cứng

-Kỹ năng lập trình C trên Linux

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Kit Bitec Cyclone III

-Đầu phát video, màn hình có ngõ DVI

-Phần mềm Matlab, Quartus II

Đề tài 4 THIẾT KẾ VÀ HIỆN THỰC GIẢI THUẬT TÁCH CẢNH NỀN ỨNG DỤNG CHO HỆ THỐNG THEO DÕI AN NINH

Design and implementation of background subtraction algorithm for security surveillance systems

Mô tả “Bachground subtraction” là giải thuật tách hình nền ra khỏi cảnh video, chỉ giữ lại đối tượng di chuyển trong video. Từ đó, người ta có thể phân tích đối tượng này một cách dễ dàng bằng các giải thuật theo dõi (tracking).

Đề tài này yêu cầu phát triển giải thuật background subtraction và mô phỏng trên Matlab. Đồng thời, giải thuật này sẽ được hiện thực trên FGPA bằng ngôn ngữ VHDL/Verilog và thực thi trên video trong thời gian thực.

Hình mô tả Bachground Subtraction

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức về xử lý ảnh

-Kiến thức về các giải thuật background subtraction

-Thiết kế phần cứng trên FPGA, kit DE2

-Kỹ năng lập trình: Matlab, VHDL/Verilog

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Kit DE2

-Camera và dây nối S-video

-Phần mềm Matlab, Quartus

Đề tài 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THEO DÕI KHUNG XƯƠNG SỬ DỤNG CẢM BIẾN KINECT

Design of skeletal tracking system using Kinect sensor

Mô tả Kinect là một thiết bị cảm ứng chuyển động sử dụng camera dành cho hệ thống Xbox360 của hãng Microsoft. Kinect sử dụng webcam, thiết bị thu phát sóng hồng ngoại, và thiết bị thu nhận âm thanh để ghi nhận tín hiệu chuyển động của game thủ và nhận dạng các lệnh điều khiển thông qua giọng nói, giúp cho các game thủ tương tác với Xbox 360 mà không cần chạm vào bất kì thiết bị điều khiển nào.

Kinect chạy trên Windows SDK, tương thích Windows 7, bao gồm các trình điều khiển, cảm biến API mạnh mẽ cho Bộ Cảm Biến cử động, giao diện người dùng tự nhiên, tài liệu cài đặt cho các ứng dụng và thiết bị. SDK cung cấp các khả năng của Kinect cho các nhà phát triển để xây dựng các ứng dụng với C++, C# hoặc Visual Basic® sử dụng Microsoft® Visual Studio® 2010.

Thiết bị Kinect

Đề tài này ứng dụng thiết bị Kinect để theo dõi khung xương ứng dụng cho nhận dạng theo dõi chuyển động, hành vi của con người.

Đề tài yêu cầu:

- Phát triển giải thuật theo dõi khung xương sử dụng thư viện SDK cung cấp bởi Microsoft

- Xây dựng hệ thống sử dụng PC giao tiếp với Kinect để phát hiện và theo dõi khung xương

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức về xử lý ảnh

-Kỹ năng lập trình C++

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Máy tính

-Thiết bị Kinect

-Phần mềm Visual C++

Đề tài 6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ NHẬN DẠNG BIỂN BÁO GIAO THÔNG

Design of traffic sign detection and recognition system

Mô tả Hiện nay, hệ thống phát hiện biển báo giao thông đang trở nên phổ biến trong dưới sự phát triển của các công ty sản xuất xe hơi trên thế giới. Hệ thống bao gồm camera thu nhận hình ảnh, bộ xử lý trung tâm, và hệ thống thông báo cho người dùng qua màn hình và âm thanh. Trọng tâm của vấn đề nằm ở khả năng thiết kế một giải thuật hiệu quả để có thể nhận dạng được các biển báo giao thông dùng trong các camera hành trình và các thiết bị số khác. Hình 1 mô tả mô hình hệ thống nhận dạng biển báo giao thông. Trong đó camera đặt trước đầu xe ô tô để thu hình biển báo giao thông, sau đó phần mềm sẽ nhận dạng biển báo giao thông và hiển thị nó lên giao diện người dùng.

Minh họa hệ thống nhận dạng biển báo giao thông trên xe hơi

Đề tài yêu cầu:

− Phát hiện biển báo giao thông trong điều kiện đường phố tại Việt Nam (có nhiều biển quảng cáo xen ngang, biển bị cong, lệch, …)

− Nhận dạng biển báo giao thông đường bộ theo quy chuẩn Việt Nam

− Nghiên cứu giải thuật phát hiện biển báo kết hợp nhiều thông tin để đạt độ chính xác cao: màu sắc biển báo, hình dạng biển báo, theo dõi biển báo trong chuỗi video, và quy luật vị trí biển báo

− Hiện thực giải thuật phát hiện và nhận dạng biển báo trên hệ thống nhúng nhỏ gọn để có thể gắn trên xe cơ giới hỗ trợ tài xế điều khiển phương tiện.

Yêu cầu kiến thức

-Kiến thức về xử lý ảnh

-Kỹ năng lập trình C++

Thiết bị và phần mềm yêu cầu

-Máy tính

-Kít nhúng: Friendly ARM hoặc Beagle board (đã có sẵn trong lab IC Design)

-Phần mềm Qt

-OS: Linux