VKIST face capture: Phần mềm thu thập dữ liệu ảnh khuôn mặt đa góc phục vụ nghiên cứu và phát triển AI

VKIST face capture là một phần mềm cho phép sử dụng máy tính để điều khiển từ xa chiếc máy ảnh kỹ thuật số DSLR Nikon hay Canon cũng và các mạch điện tử đặc biệt (mạch điều khiển cường độ sáng của hệ thống đèn chiếu sáng, mạch kích hoạt chụp đồng thời nhiều máy ảnh). Sau khi kết nối camera với máy tính chạy hệ điều hành Windows thông qua cáp Mini USB type B và VKIST face capture sẽ cho phép người dùng thực hiện những thao tác như xem trực tiếp ảnh từ máy ảnh (Live View), ra lệnh chụp ảnh, chuyển ngay ảnh vừa chụp vào máy tính, chụp nhiều ảnh với tốc độ, độ mở ống kính và độ nhạy sáng khác nhau, cho phép điều khiển nhiều camera cùng lúc. VKIST face capture tương thích với nhiều mẫu máy ảnh kỹ thuật số khác nhau như 5DmarkII, 5DMarkIII, 6DMarkII, 1500D, 2000D, D60, D3000, D5100, D7100, D4, D800….

Ngoài ra chức năng kiểm soát cường độ ánh sáng cũng được tích hợp vào phần mềm này. Người dùng chỉ cần nhập tệp thông số cường độ ánh sáng có sẵn, sau đó sử dụng phần mềm để đọc dữ liệu và truyền thông số tới mạch điều khiển cường độ sáng. Từ đó kiểm soát chính xác lượng ánh sáng trong môi trường xung quanh.

Đặc biệt, phần mềm VKIST face capture cho phép gán nhãn ảnh chụp theo nhu cầu của người sử dụng. Tính năng này rất hữu ích khi vận hành các hệ thống thu thập dữ liệu ảnh có cấu trúc. Theo nhóm nghiên cứu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Hàn Quốc (VKIST) đang nghiên cứu và vận hành nhiều hệ thống máy ảnh kỹ thuật số đa góc. Một hệ thống cơ bản bao gồm 33 camera Canon DSLR, 20 mô đun đèn chiếu sáng có thể điều chỉnh thay đổi độ sáng, một bộ khung sắt để có thể đặt các máy ảnh và đèn chiếu sáng xung quanh hình bán cầu và ba bộ PC cấu hình mạnh kèm màn hình và phần mềm điều khiển hệ thống. Với hệ thống này, nhóm nghiên cứu Phòng thí nghiệm hợp tác VKIST-Nacentech/Phòng Công nghệ thông tin, VKIST đã và đang thu thập, xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) ảnh khuôn mặt của khoảng 500 người (khoảng 5 triệu bức ảnh) và đang tiếp tục tiến hành thu thập thêm dữ liệu. Với CSDL này, nhóm nghiên cứu đang tiến hành phát triển các công nghệ như mô hình hóa khuôn mặt ảo ba chiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như tăng cường khả năng của công nghệ nhận diện khuôn mặt, in khắc laser khuôn mặt 3D trên khối thủy tinh lập phương làm đồ lưu niệm và quà tặng, ảo hóa khuôn mặt người đã khuất chỉ sử dụng ảnh kỹ thuật số thông thường, ứng dụng trong thương mại điện tử, hỗ trợ phẫu thuật thẩm mỹ....

Phần mềm được phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình C# vừa có khả năng tạo giao diện thân thiện với người dùng, vừa giúp xây dựng các hàm chức năng, các thư viện thuận lợi cho nhà phát triển. Các chức năng cơ bản của phần mềm như sau:

- Kết nối và điều khiển hoạt động của nhiều máy ảnh đồng thời

- Điều khiển thông số của toàn bộ máy ảnh kết nối với phần mềm

- Truy xuất trực tiếp dữ liệu ảnh theo thời gian thực từ máy ảnh kỹ thuật số

- Gán nhãn có cấu trúc cho dữ liệu ảnh thu được từ hệ thống các máy ảnh

- Điều khiển cường độ sáng của hệ thống đèn kết nối với phần mềm

- Kích hoạt chụp ảnh đồng thời toàn bộ máy ảnh trong hệ thống

Hình 1. Giao diện phần mềm VKIST face capture

Giao diện phần mềm VKIST face capture (Hình 1) được chia thành từng khối riêng biệt với các chức năng được mô tả trong Hình 2. Ngôn ngữ thể hiện trong phần mềm là ngôn ngữ Tiếng Việt.

Hình 2. Sơ đồ các khối chức năng chính của phần mềm.

Các chức năng của phần mềm VKIST face capture

Kết nối và điều khiển hoạt động của nhiều máy ảnh đồng thời

- Hiển thị danh sách các máy ảnh kỹ thuật số được kết nối với máy tính thông qua cổng Mini USB-type B

- Hiển thị hình ảnh trực tiếp từ máy ảnh

- Hiển thị số lượng máy ảnh đã kết nối

Điều khiển thông số của toàn bộ máy ảnh kết nối với phần mềm

- Nhập tệp thông số của hệ thống chiếu sáng

- Thay đổi cường độ chiếu sáng của từng mô đun đèn trong hệ thống đèn chiếu sáng

- Cập nhật thông số điều khiển đèn vào tệp hiện tại hoặc mới

Truy xuất trực tiếp dữ liệu ảnh theo thời gian thực từ máy ảnh kỹ thuật số

- Điều khiển độ mở của ống kính máy ảnh

- Điều khiển tốc độ chụp ảnh

- Điều khiển độ nhạy ánh sáng

- Điều khiển chất lượng ảnh chụp

Gán nhãn có cấu trúc cho dữ liệu ảnh thu được từ hệ thống các máy ảnh

- Tùy chỉnh thư mục chứa dữ liệu

- Tùy chỉnh chế độ lưu dữ liệu: Ghi tuần tự, ghi đè, lưu cục bộ tại máy ảnh, lưu về máy tính

- Gán nhãn tự động các dữ liệu thu thập được từ hệ thống máy ảnh kỹ thuật số /

Điều khiển cường độ sáng của hệ thống đèn kết nối với phần mềm

- Kết nối với mạch điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng thông qua giao tiếp RS232

- Kết nối với mạch kích hoạt chụp ảnh đồng thời hệ thống máy ảnh kỹ thuật số thông qua cổng nối tiếp RS232

- Điều khiển cường độ sáng của hệ thống đèn chiếu sáng theo các kịch bản có sẵn

Kích hoạt chụp ảnh đồng thời toàn bộ máy ảnh trong hệ thống

- Kích hoạt chụp ảnh đồng thời nhiều máy ảnh thông qua giao thức RS232

Hình 3. Giao diện phần mềm với đầy đủ các thông số kỹ thuật.

Phần mềm đã được sử dụng trong các dự án hợp tác với Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) nhằm thu thập dữ liệu ảnh khuôn mặt hơn 1000 người Việt. Kho dữ liệu này bao gồm khoảng 10 triệu bức ảnh với các biểu cảm khuôn mặt khác nhau như bình thường, vui vẻ, buồn, lo sợ, tức giận, ngạc nhiên, khó chịu và các phụ kiện che khuất như khẩu trang, kính mắt, mũ, tóc giả dưới nhiều điều kiện ánh sáng khác nhau.