Đây là kết quả của Đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ thống cung cấp video 360 độ cho một số đường phố chính của Hà Nội” (mã số: KC01.TN11/11-15) do TS. Nguyễn Hải Châu, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội làm chủ nhiệm.

Đồng bộ hoá khung hình video với vị trí địa lý

Hiện nay, đã có tương đối nhiều dịch vụ cung cấp ảnh đường phố toàn cảnh 360 độ trực tuyến trên Internet. Đây là loại dịch vụ cho phép người dùng có thể quan sát toàn cảnh, tại một điểm trên đường phố nào đó, 360 độ theo phương ngang. Mục đích là mang lại cho người dùng cảm giác như đang đứng và quan sát được những đối tượng xung quanh tại vị trí mong muốn đó.

TS. Nguyễn Hải Châu – Chủ nhiệm đề tài cho biết, mục đích của đề tài là xây dựng một hệ thống thông tin cung cấp các video toàn cảnh 360 độ của 20 đường phố của thủ đô Hà Nội có đồng bộ các khung hình video với vị trí địa lý tương ứng, được thể hiện trên bản đồ trực tuyến của Google. Người sử dụng tương tác với hệ thống thông qua trình duyệt Web kết nối qua Internet.

Nhóm thực hiện đề tài đã nghiên cứu tổng quan về các phương pháp thu nhận video toàn cảnh 360 độ (tức là các video có góc nhìn ngang 360 độ, góc nhìn dọc có thể thay đổi tùy theo thiết bị nhưng thường trên 90 độ - cung cấp cho người sử dụng góc nhìn rộng hơn rất nhiều các video thông thường) về thiết bị, phương pháp thu nhận và xử lý cũng như các ưu nhược điểm và tính khả thi tại Việt Nam trong các điều kiện hiện có của đề tài nghiên cứu. Đồng thời, nhóm thực hiện đề tài cũng đã nghiên cứu tổng quan về các phương pháp lưu trữ và xử lý video toàn cảnh 360 độ, các hệ thống bản đồ trực tuyến, các hệ quản trị cơ sở dữ liệu có hỗ trợ yếu tố truy vấn không gian và các hệ thống nền tảng về quản trị nội dung trên môi trường Web.

Bằng phương pháp dùng một máy quay dân dụng có ghép nối với gương cầu hoặc gương parabol, máy quay sẽ thu hình ảnh phản chiếu trên gương cầu của hiện trường. Video thu được sẽ được xử lý hậu kỳ bằng phần mềm đặc biệt để thu được video 360 độ.

Khi quay video 360 độ trên đường phố, lộ trình của máy quay được ghi lại bằng thiết bị định vị GPS. Mỗi đường phố có một bộ dữ liệu mô tả về đường phố và dữ liệu ngữ cảnh kèm theo và có thể có nhiều bộ dữ liệu gồm có hai thành phần là video 360 độ và lộ trình của máy quay.

Với thời gian ngắn (chưa đầy 12 tháng), đề tài đã xây dựng 20 chuyên đề, được chia thành 7 nhóm chính. Đề tài đã thu thập cơ sở dữ liệu video toàn cảnh 360 độ kèm theo những thông tin mô tả, điểm đáng quan tâm của 20 đường phố Hà Nội, gồm: Đinh Tiên Hoàng, Lê Thái Tổ, Hàng Khay, Tràng Tiền, Tràng Thi, cầu Chương Dương, cầu Long Biên, Hàng Đào, Hàng Ngang, Hàng Đường, Đồng Xuân, Hàng Giấy, Hàng Đậu, Hàng Chiếu - Ô Quan Chưởng, Quan Thánh, Phan Đình Phùng, Thanh Niên, Trấn Vũ, Trúc Bạch, Hoàng Diệu - Nguyễn Biểu.

Ngoài ra đề tài còn thực hiện vượt mức đăng ký như: Một số đường phố có từ 2-4 video 360 độ quay tại các thời điểm khác nhau (ví dụ Đinh Tiên Hoàng, Lê Thái Tổ, Hàng Chiếu, Tràng Tiền v.v.). có dữ liệu video của các đường phố không có trong đăng ký: phố Mai Xuân Thưởng, phố Hàng Mã, phố Trần Quang Khải, đường Độc Lập, phố Hoàng Văn Thụ, đường Hùng Vương và phố Điện Biên Phủ.

Khả năng ứng dụng cao nhờ sử dụng thiết bị giá rẻ

Trong quá trình phát triển các sản phẩm, đề tài đã sử dụng các phương pháp và công cụ hiện đại của xử lý video, xử lý ảnh, cơ sở dữ liệu không gian – địa lý – đa phương tiện, định vị vệ tinh và các dịch vụ bản đồ trực tuyến. Đã sử dụng các phương pháp tích hợp hệ thống để phát triển phần mềm dựa trên các sản phẩm mã nguồn mở đã có nhằm tận dụng việc tái sử dụng trong phần mềm và tạo khả năng tích hợp với các phần mềm khác hoặc mở rộng trong tương lai.

Để có thể thu thập video 360 độ, nhóm thực hiện đề tài sử dụng gương parabol lồi lắp vào ống kính máy ảnh dân dụng để quay hình ảnh phản chiếu của đường phố. Thiết bị chụp ảnh/quay video dân dụng gắn kèm gương parabol lồi sẽ được gắn lên phương tiện di chuyển như xe máy, xe đạp hoặc xe ô tô trong quá trình quay/thu thập dữ liệu.

Thiết bị của đề tài có giá thấp nhất (máy ảnh Canon EOS 7D, ống kính Canon EF 35mm f/2.0, ống kính chuyên dụng 0-360), ước tính dưới 100 triệu đồng. Để so sánh, nhóm thực hiện đề tài đã xin báo giá thiết bị từ đại lý của hãng Point Grey Research. Giá của Ladybug 2 và Ladybug 3 tại Singapore tương ứng là 10.000 USD và 15.000 USD.

Góc nhìn của khung hình video 360 độ (trên)  rộng hơn rất nhiều góc nhìn 84 độ của khung hình video thông thường được quay với ống kính tiêu cự 24mm (dưới).

Độ phân giải cao nhất của khung hình video 360 độ đạt được theo giải pháp của đề tài là 1900x600 điểm ảnh (tương đương 1,14 triệu điểm ảnh), cao hơn độ phân giải của Ladybug 2 (1280x640 tương đương 819 nghìn điểm ảnh) và thấp hơn độ phân giải của Ladybug 3 (2048x1024, tương đương 2 triệu điểm ảnh). Tuy nhiên video của Ladybug 3 chỉ có tốc độ khung hình 15 hình/giây ở độ phân giải cao nhất, thấp hơn 25 hình/giây của các video trong đề tài.

Việc xây dựng hệ thống cung cấp video 360 độ cho một số đường phố của Hà Nội cùng với thông tin ngữ cảnh kèm theo sẽ cung cấp cho người sử dụng nhiều góc nhìn về các đường phố (toàn cảnh, trung cảnh, cận cảnh, đặc tả và thông tin mô tả) sẽ có tác dụng hơn trong du lịch, quảng bá hình ảnh.

Bài, ảnh: Diệu Huyền