Mã số N2025: Sáng tạo trẻ: Khử khói bụi trong camera thông minh - Đột phá mới trong công nghệ giao thông

Trong các điều kiện thời tiết xấu như sương mù và khói bụi, hình ảnh thu được từ các camera thường bị mờ mịt và không rõ ràng. Điều này gây giảm sút nghiêm trọng khả năng quan sát và xác định các vật thể, làm tăng nguy cơ xảy ra tai nạn. Hằng năm, nhiều vụ tai nạn liên quan đến việc không thể nhận diện rõ ràng vật thể do hình ảnh bị che khuất bởi sương mù hay khói bụi đã được báo cáo. Những tình huống này không chỉ ảnh hưởng đến an toàn giao thông mà còn gây khó khăn cho các hệ thống giám sát an ninh và quản lý giao thông. 

Do đó, việc phát triển các giải pháp hiệu quả để cải thiện chất lượng hình ảnh và tăng cường khả năng quan sát trong những điều kiện khắc nghiệt này trở nên vô cùng cấp thiết. Nhóm sinh viên đã nhận thấy tầm quan trọng của vấn đề và đưa ra ý tưởng thiết kế phần cứng khử "sương mù" trong hình ảnh của camera thông minh, nhằm nâng cao chất lượng hình ảnh và đảm bảo an toàn trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Chủ nhân của dự án là nhóm 4 sinh viên tài năng của Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM gồm Nguyễn Huy Hoàng, Phan Minh Nhật, Trần Tuấn Kiệt và Phạm Nguyễn Hoàng Hải. Sau 6 tháng nỗ lực không ngừng, nhóm đã hoàn thiện sản phẩm và vinh dự đạt giải nhì tại cuộc thi "Thiết kế vi mạch cho đô thị thông minh" lần 1 năm 2023.
 

Nhóm sinh viên cùng giảng viên hướng dẫn (bìa phải) nhận giải trong cuộc thi

Theo chia sẻ của Huy Hoàng, sản phẩm này có thể làm tiền đề cho các ứng dụng AI trong việc nhận dạng vật thể, đóng vai trò làm sạch dữ liệu, tăng cường chất lượng hình ảnh và loại bỏ nhiễu. Phương pháp sử dụng Dark Channel Prior không chỉ cải thiện độ rõ nét của hình ảnh mà còn đảm bảo hiệu suất xử lý và tiêu thụ điện năng hợp lý hơn so với các phương pháp truyền thống.

Nhóm đã chọn thuật toán Dark Channel Prior để khử sương mù, hoàn thiện mã code bằng thư viện Vitis HLS và sử dụng các công cụ của Xilinx và Synopsys để hoàn thành con chip. Chia sẻ về quá trình thực hiện, Huy Hoàng cho biết: "Đầu tiên, nhóm tìm thuật toán khử sương mù phù hợp. Nhóm mình chọn Dark Channel Prior, thuật toán này đảm bảo được thời gian thực thi ngắn, độ hiệu quả tương đối cao. Sau đó, nhóm hoàn thiện code bằng thư viện Vitis HLS để dùng một bên thứ ba Xilinx - Vitis HLS, có thể chuyển đổi sang ngôn ngữ Verilog. Chức năng của Xilinx cũng có thể hỗ trợ chúng mình khởi tạo Generate ra tập kiểm tra Testbench để đảm bảo là đoạn mã code của nhóm thực thi đúng khi được chuyển sang ngôn ngữ mới. Cuối cùng, nhóm sẽ sử dụng tool của Synopsys để thực hiện khâu hoàn thành con chip. Sau khi được đào tạo và hướng dẫn từ các thành viên của Sunedu và công ty ADT chúng mình đã có thể thực thi".

Kết quả thiết kế và mô phỏng của sản phẩm

Sản phẩm đã nhận được sự đánh giá cao từ thạc sĩ Trương Hữu Lý, Phó giám đốc Trung tâm nghiên cứu triển khai, Khu công nghệ cao TP.HCM, và các doanh nghiệp, đặc biệt là Công ty cổ phần ô tô Trường Hải. Ông Lý nhấn mạnh tiềm năng lớn của dự án này trong ngành công nghệ ô tô. Chẳng hạn khi lái xe trong sương mù, không quan sát ở bên ngoài nhưng hệ thống camera của nhóm sẽ nhận diện và bắt được. Nếu các bạn phát triển cho phần mềm hiển thị trên kính chắn gió sẽ dễ quan sát hơn thay vì nhìn trực tiếp. Còn phát triển trên một cái màn hình nhỏ như hiện tại, sẽ gây mất tập trung cho người lái xe.

Nhóm sinh viên không chỉ dừng lại ở đây. Họ đang nỗ lực tích hợp sản phẩm vào một khối ASIC để đưa vào camera ô tô, giúp tài xế theo dõi hình ảnh và đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông. Trong tương lai, họ còn dự định phát triển phần cứng lọc hình ảnh tại các camera an ninh trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, góp phần bảo đảm trật tự và an toàn xã hội.

Giấy xác nhận về việc hướng dẫn dự án tham gia 

“Cuộc thi thiết kế vi mạch cho đô thị thông minh lần 1 năm 2023”

Dự án khử khói bụi trong camera thông minh của nhóm sinh viên Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM không chỉ là một bước tiến mới trong công nghệ giao thông mà còn là minh chứng rõ ràng cho sự sáng tạo và nỗ lực của thế hệ trẻ Việt Nam. Những giải pháp như thế này không chỉ cải thiện cuộc sống hiện tại mà còn mở ra những cơ hội phát triển bền vững trong tương lai.

Mọi thông tin chi tiết về nghiên cứu vui lòng liên hệ TS. Phạm Văn Khoa, Trưởng ngành Máy Tính - Viễn Thông, Khoa Đào Tạo Quốc Tế, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM 
Điện thoại: 0918-004-457