Kỹ thuật nhận dạng cử động bàn tay người theo thời gian

Thành công của Đề tài “Nghiên cứu phát triển kỹ thuật nhận dạng cử động của bàn tay người theo thời gian thực” của nhóm nghiên cứu trẻ thuộc Khoa Công nghệ Thông tin, Học viện Kỹ thuật Quân sự do tiến sỹ Trần Nguyên Ngọc làm chủ nhiệm đã mở ra nhiều hướng ứng dụng hiệu quả trong thực tế.

Những hiệu quả trong ứng dụng của đề tài như phát triển hệ thống hỗ trợ tra cứu thông tin và điều khiển thiết bị từ xa, điều khiển robot trợ giúp người khuyết tật, tích hợp điều khiển tivi, máy nghe nhạc…

Hướng nghiên cứu có tính ứng dụng cao

Theo tiến sỹ Trần Nguyên Ngọc, hướng nghiên cứu về nhận dạng cử động của bàn tay người theo thời gian thực đã được nhóm nghiên cứu về thị giác máy tính tại Học viện Kỹ thuật Quân sự quan tâm khảo sát từ năm 2009.

Từ các nghiên cứu trước đây về các kỹ thuật xử lý ảnh và trí tuệ nhân tạo như nhận dạng khuôn mặt, đoán nhận tuổi, phân biệt giới tính qua thông tin hình ảnh, tự động phát hiện người đi bộ thông qua sử dụng camera quan sát tới các nghiên cứu phát triển yêu cầu khả năng đồng bộ và có tính hệ thống cao như hệ thống nhận dang biển số xe, hệ thống kiểm phiếu bầu cử sử dụng công nghệ xử lý ảnh…, các thành viên của nhóm nghiên cứu đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm để giải quyết các bài toán phát triển ứng dụng theo thời gian thực.

Đến đầu năm 2010, các công nghệ lớn trên thế giới như Intel, Omron, Sony, Samsung, Microsoft… bắt đầu đưa ra thị trường công nghệ thử nghiệm các sản phẩm cho phép tương tác với các thiết bị sử dụng cử động tự nhiên của chính con người.

Cũng tại thời điểm này, tại các phòng thí nghiệm của các trung tâm nghiên cứu trên thế giới như Đại học Stanford-Hoa Kỳ, Đại học Hebrew-Israel, Học viện MIT-Hoa Kỳ, Đại học tổng hợp Moscow-Liên bang Nga cũng như các nhóm nnghiên cứu trong nước như Viện công nghệ thông tin-Viện Khoa học Việt Nam, Đại học Bách khoa Hà Nội… xuất hiện nhiều công bố khoa học liên quan đến việc khai thác các thiết bị cảm biến hiện đại để giải quyết bài toán tương tác tự nhiên sử dụng cử chỉ, giọng nói, ý nghĩ để điều khiển thiết bị.

Nhận thấy đây là hướng nghiên cứu có tính ứng dụng cao và phù hợp với năng lực, nhóm nghiên cứu trẻ của Khoa Công nghệ Thông tin, Học viện Kỹ thuật Quân sự đã đăng ký thực hiện đề tài này. Đề tài đã xác định mục tiêu nghiên cứu phát triển các thuật toán phát hiện và nhận dạng các đối tượng trong ảnh theo thời gian thực, ứng dụng trong tương tác người máy thông qua cử động của bàn tay người, từ đó tạo lập nhóm nghiên cứu chuyên sâu về thị giác máy tính và tương tác người máy,” tiến sỹ Trần Nguyên Ngọc cho biết.

Mở ra nhiều triển vọng

Sau một năm say mê nghiên cứu, nhóm đã xây dựng được thuật toán cho phép phát hiện vùng bàn tay với độ tin cậy đạt 94%; đề xuất thuật toán trích chọn 39 đặc trưng vùng bàn tay và nhận dạng 36 tổ hợp cử chỉ của hai bàn tay với độ chính xác trung bình trong các điều kiện chiếu sáng khác nhau đạt 88,54%. Nhóm đã xây dựng thuật toán nhận dạng 8 nhóm cử động khi các bàn tay chuyển động theo quỹ đạo quy ước trong không gian với độ chính xác 89,85%.

Bên cạnh đó, nhóm đã xây dựng phần mền máy tính thu tín hiệu đầu vào từ cảm biến Microsoft’s Kinect cho phép thực hiện các thao tác điều khiển máy tính thông qua cử động của hai bàn tay mà không cần chạm vào bàn phím, chuột, màn hình hay bất cứ thiết bị nào; tốc độ nhận dạng đạt 0,4 giây/tổ hợp cử động (từ chuỗi hình ảnh khoảng 12 khung hình liên tiếp)…

“Đề tài đã đề xuất thuật toán nhận dạng đáp ứng được các yêu cầu về xử lý theo thời gian thực và có độ chính xác tương đương các kết quả nghiên cứu đã công bố trên thế giới (xấp xỉ 90%),” tiến sỹ Trần Nguyên Ngọc phấn khởi chia sẻ.

Tiến sỹ Trần Nguyên Ngọc cũng cho biết, kết quả nghiên cứu này có thể tiếp tục phát triển nhiều ứng dụng thực tế. Vì thế, trong thời gian tới, nhóm hoàn thiện hệ thống hỗ trợ tra cứu thông tin và điều khiển thiết bị từ xa nhằm hướng tới ứng dụng tra cứu thông tin hồ sơ bệnh nhân (khi bác sỹ không được phép chạm tay vào các vận dụng điều khiển), điều khiển robot trợ giúp người khuyết tật, tích hợp điều khiển tivi, máy nghe nhạc… Nhóm xác định tiếp tục phát triển đề tài theo hướng xây dựng hệ thống tương tác thực tại ảo, cho phép tạo ra dựng các giải pháp hỗ trợ trong công nghệ quảng cáo, giải trí.

Tiến sỹ Ngọc cũng nói: “Hiện nay, nhóm đang mời thêm một số nghiên cứu viên trong lĩnh vực phần mềm nhúng để tích hợp thuật toán trên các vi mạch hoặc các thiết bị di động như điện thoại thông minh, máy tính bảng, khi đó, kết quả nghiên cứu có thể tích hợp vào các sản phẩm công nghệ khác như tivi, máy chiếu, robot tự hành…”./.

Theo TTXVN