Đánh Giá Hiệu Quả Của Kiến Trúc CNN-Transformers Trong Việc Phân Loại Tình Trạng Hư Hỏng Đường Bộ

• Tác giả: Nguyen Minh Ly
• Người hướng dẫn: TS. Le Kim Hung
• Trường học: University of Information Technology - VNU-HCM
• Chuyên ngành: Computer Science
• Đề tài: Đánh Giá Hiệu Quả Kiến Trúc CNN-Transformers Trong Phân Loại Tình Trạng Hư Hỏng Đường Bộ
• Loại tài liệu: dissertation
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh

• ACKNOWLEDGEMENTS
• 1. CHAPTER 1: Objectives of the Thesis
• 1.1. Subjects and Scope of Research
• 1.1.1. Research Subjects
• 1.1.2. Scope of Research
• 2. CHAPTER 2: Overview of Artificial Intelligence, Machine Learning, Deep Learning
• 2.1. Typical Architectures in Deep Learning
• 2.2. Convolution Neural Network
• 2.3. Image classification problem
• 2.4. Some studies on the problem of detecting damaged paths
• 3. CHAPTER 3: Overview of the Model
• 3.1. Zero shot learning
• 4. CHAPTER 4: EXPERIMENTS AND EVALUATION
• 4.1. Experimental results
• 5. CHAPTER 5: SUMMARY AND DEVELOPMENT DIRECTIONS
• 5.1. The achieved results
• 5.2. Development Directions
• REFERENCES

I. Tổng Quan Về Kiến Trúc CNN Transformers Trong Phân Loại Hư Hỏng Đường Bộ

Kiến trúc CNN-Transformers đang trở thành một trong những giải pháp tiên tiến trong việc phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ. Sự kết hợp giữa mạng nơ-ron tích chập (CNN) và transformers mang lại khả năng phân tích hình ảnh mạnh mẽ, giúp cải thiện độ chính xác trong việc phát hiện các vấn đề trên bề mặt đường. Nghiên cứu này sẽ khám phá cách mà kiến trúc này hoạt động và lý do tại sao nó lại hiệu quả trong lĩnh vực này.

1.1. Định Nghĩa Kiến Trúc CNN và Transformers

Kiến trúc CNN là một loại mạng nơ-ron được thiết kế đặc biệt để xử lý dữ liệu hình ảnh. Trong khi đó, transformers sử dụng cơ chế attention để xử lý thông tin theo cách toàn cục, giúp phát hiện các đặc điểm ẩn mà CNN có thể bỏ qua.

1.2. Lợi Ích Của Việc Kết Hợp CNN và Transformers

Sự kết hợp này không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn tăng tốc độ xử lý hình ảnh. Việc sử dụng transformers giúp mô hình hiểu rõ hơn về ngữ cảnh của hình ảnh, từ đó nâng cao khả năng phân loại tình trạng hư hỏng.

II. Thách Thức Trong Phân Loại Tình Trạng Hư Hỏng Đường Bộ

Phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ gặp nhiều thách thức, từ việc thu thập dữ liệu đến việc phát triển mô hình chính xác. Các yếu tố như điều kiện ánh sáng, góc chụp và chất lượng hình ảnh đều ảnh hưởng đến kết quả phân loại. Nghiên cứu này sẽ chỉ ra những khó khăn chính và cách mà kiến trúc CNN-Transformers có thể giải quyết.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Thu Thập Dữ Liệu

Việc thu thập dữ liệu hình ảnh chất lượng cao là một thách thức lớn. Dữ liệu không đồng nhất có thể dẫn đến việc mô hình học không chính xác, ảnh hưởng đến khả năng phân loại.

2.2. Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Môi Trường

Điều kiện môi trường như ánh sáng và thời tiết có thể làm giảm chất lượng hình ảnh, từ đó ảnh hưởng đến độ chính xác của mô hình. Việc phát triển các giải pháp để xử lý những yếu tố này là rất cần thiết.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Kiến Trúc CNN Transformers

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp kết hợp giữa CNN và transformers để phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ. Các bước thực hiện bao gồm thu thập dữ liệu, tiền xử lý, xây dựng mô hình và đánh giá hiệu quả. Mô hình được thiết kế để tối ưu hóa khả năng nhận diện và phân loại các tình trạng hư hỏng khác nhau.

3.1. Quy Trình Thu Thập và Tiền Xử Lý Dữ Liệu

Quy trình này bao gồm việc thu thập hình ảnh từ nhiều nguồn khác nhau và thực hiện các bước tiền xử lý như cắt, làm sạch và chuẩn hóa dữ liệu để đảm bảo chất lượng đầu vào cho mô hình.

3.2. Xây Dựng Mô Hình CNN Transformers

Mô hình được xây dựng bằng cách kết hợp các lớp CNN để trích xuất đặc trưng và các lớp transformers để xử lý thông tin. Điều này giúp mô hình có khả năng nhận diện các đặc điểm phức tạp trong hình ảnh.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình CNN-Transformers đạt được độ chính xác cao trong việc phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ. Các ứng dụng thực tiễn của mô hình này có thể giúp các cơ quan quản lý giao thông cải thiện hiệu quả trong việc duy trì và bảo trì hạ tầng giao thông.

4.1. Đánh Giá Hiệu Quả Mô Hình

Mô hình đã được đánh giá qua nhiều bộ dữ liệu khác nhau và cho thấy khả năng phân loại chính xác lên đến 95%. Điều này chứng tỏ tính khả thi của việc áp dụng mô hình trong thực tế.

4.2. Ứng Dụng Trong Quản Lý Giao Thông

Mô hình có thể được tích hợp vào các hệ thống giám sát giao thông để tự động phát hiện và phân loại tình trạng hư hỏng, từ đó giúp các cơ quan chức năng có biện pháp xử lý kịp thời.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng kiến trúc CNN-Transformers có tiềm năng lớn trong việc phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ. Hướng phát triển tương lai có thể bao gồm việc tối ưu hóa mô hình cho các thiết bị di động và mở rộng khả năng áp dụng cho các loại hình giao thông khác.

5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu đã chứng minh rằng việc kết hợp CNN và transformers mang lại hiệu quả cao trong phân loại tình trạng hư hỏng đường bộ, mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Hướng Phát Triển Mới

Nghiên cứu có thể được mở rộng để áp dụng cho các loại hình giao thông khác nhau, cũng như phát triển các mô hình nhẹ hơn để có thể chạy trên các thiết bị di động.