Hệ Thống Camera Thông Minh Phát Hiện Hành Vi Bất Thường

Luận văn tốt nghiệp kỹ thuật nghiên cứu tốt nghiệp kỹ thuật máy tính hệ thống camera thông minh phát hiện các hành vi bất thường, điều tra thực trạng, phân tích số liệu, đề xuất

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Khóa luận tốt nghiệp

2021

70
4
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1.1. Mục tiêu khóa luận

1.2. Nội dung và giới hạn đề tài

1.3. Cấu trúc khóa luận

2. CHƯƠNG 2: VIỆC SỬ DỤNG CAMERA ĐỂ GIÁM SÁT

2.1. Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence — AI)

2.2. Neuron nhân tạo

2.2.1. Neuron sinh học

2.2.2. Neuron nhân tạo

2.2.3. Lịch sử phát triển mạng neuron nhân tạo

2.3. Học máy (Machine Learning)

2.4. Học sâu (Deep Learning)

2.5. Tổng quan về mạng neuron

3. CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT

3.1. Mô hình tổng quan

3.2. Các thiết bị phần cứng sử dụng

3.2.1. NVIDIA Jetson Nano Developer Kit

3.2.2. Camera PI NOIR V2

3.2.3. Các công cụ sử dụng

3.3. Bộ dữ liệu sử dụng

3.3.1. Bộ dữ liệu CityScene

3.3.2. Bộ dữ liệu UCF — Crime

3.3.3. Bộ dữ liệu tổng hợp

3.4. Xây dựng phương pháp phân loại ảnh đa lớp (Multiclass Image Classification)

3.5. Xây dựng phương pháp phân loại video (Video Classification)

3.6. Gửi cảnh báo qua Email

3.6.1. Giới thiệu về Gmail

3.6.2. Giao thức SMTP và Máy chủ SMTP của Gmail

3.6.3. Thư viện dùng để gửi mail bằng Python

3.6.4. Giải pháp gửi email với phương pháp phân loại ảnh đa lớp

4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.1. Phương pháp phân loại ảnh đa lớp (Multiclass Image Classification)

4.2. Mô hình Resnet — 18

4.3. Mô hình Mobilenet_V2

4.4. Phương pháp phân loại video (Video Classification)

4.5. Chức năng cảnh báo qua email

5. CHƯƠNG 5: NHẬN XÉT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Hướng phát triển của đề tài

Tóm tắt

I. Tổng quan về Hệ Thống Camera Thông Minh Phát Hiện Hành Vi Bất Thường

Hệ thống camera thông minh phát hiện hành vi bất thường đang trở thành một giải pháp quan trọng trong việc đảm bảo an ninh. Với sự phát triển của công nghệ, các camera an ninh không chỉ đơn thuần ghi hình mà còn có khả năng phân tích và nhận diện các hành vi đáng ngờ. Việc áp dụng công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả giám sát và giảm thiểu rủi ro cho các khu vực công cộng.

1.1. Định nghĩa và vai trò của camera an ninh thông minh

Camera an ninh thông minh là thiết bị sử dụng công nghệ AI để phân tích video và phát hiện các hành vi bất thường. Chúng có khả năng tự động gửi cảnh báo đến người giám sát khi phát hiện hành vi đáng ngờ, từ đó giúp nâng cao hiệu quả giám sát an ninh.

1.2. Lịch sử phát triển của công nghệ camera thông minh

Công nghệ camera thông minh đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển. Từ những camera đơn giản chỉ ghi hình, đến việc tích hợp AI và machine learning để phân tích hành vi, công nghệ này đã trở thành một phần không thể thiếu trong hệ thống giám sát hiện đại.

II. Vấn đề và Thách thức trong Giám sát An ninh

Mặc dù hệ thống camera thông minh mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong việc triển khai và sử dụng. Các vấn đề như độ chính xác trong phát hiện hành vi, khả năng xử lý dữ liệu lớn và bảo mật thông tin là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác trong phát hiện hành vi bất thường

Độ chính xác của hệ thống camera thông minh phụ thuộc vào chất lượng dữ liệu và thuật toán phân tích. Việc phát hiện sai có thể dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng, do đó cần phải cải thiện các mô hình học máy để nâng cao độ chính xác.

2.2. Khả năng xử lý dữ liệu lớn

Hệ thống camera thông minh cần xử lý một lượng lớn dữ liệu video trong thời gian thực. Điều này đòi hỏi các giải pháp phần cứng mạnh mẽ và tối ưu hóa thuật toán để đảm bảo hiệu suất cao mà không làm giảm chất lượng giám sát.

III. Phương pháp Phát hiện Hành vi Bất thường Hiệu quả

Để phát hiện hành vi bất thường, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Các mô hình học sâu như ResNet và MobileNet đã chứng minh được hiệu quả trong việc phân loại và nhận diện hành vi từ video.

3.1. Sử dụng Mô hình Học sâu trong Phát hiện Hành vi

Mô hình học sâu như ResNet-18 và MobileNet_V2 được sử dụng để phân loại các hành vi bất thường. Những mô hình này có khả năng học hỏi từ dữ liệu lớn và cải thiện độ chính xác trong việc phát hiện hành vi.

3.2. Ứng dụng Công nghệ AI trong Camera An ninh

Công nghệ AI giúp camera an ninh tự động nhận diện và phân tích hành vi. Việc áp dụng các thuật toán học máy cho phép hệ thống tự động cải thiện khả năng phát hiện theo thời gian.

IV. Ứng dụng Thực tiễn của Hệ Thống Camera Thông Minh

Hệ thống camera thông minh đã được triển khai rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như an ninh công cộng, giám sát giao thông và bảo vệ tài sản. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng cao an ninh mà còn tiết kiệm chi phí cho các tổ chức.

4.1. Giám sát An ninh tại Các Khu vực Công cộng

Hệ thống camera thông minh được lắp đặt tại các khu vực công cộng như trung tâm thương mại, sân bay và nhà ga. Chúng giúp phát hiện các hành vi bất thường và cảnh báo kịp thời cho nhân viên an ninh.

4.2. Ứng dụng trong Quản lý Giao thông

Camera thông minh cũng được sử dụng để giám sát giao thông, phát hiện các hành vi vi phạm như vượt đèn đỏ hay chạy quá tốc độ. Điều này giúp cải thiện an toàn giao thông và giảm thiểu tai nạn.

V. Kết luận và Tương lai của Hệ Thống Camera Thông Minh

Hệ thống camera thông minh phát hiện hành vi bất thường đang ngày càng trở nên phổ biến và cần thiết trong xã hội hiện đại. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới, góp phần nâng cao an ninh và chất lượng cuộc sống.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ camera thông minh

Công nghệ camera thông minh sẽ tiếp tục phát triển với sự tích hợp của AI và machine learning. Các nghiên cứu mới sẽ giúp cải thiện độ chính xác và khả năng xử lý của hệ thống.

5.2. Tác động đến An ninh Xã hội

Việc áp dụng hệ thống camera thông minh sẽ có tác động tích cực đến an ninh xã hội. Nó không chỉ giúp phát hiện hành vi bất thường mà còn tạo ra một môi trường sống an toàn hơn cho cộng đồng.

10/07/2025
Khóa luận tốt nghiệp kỹ thuật máy tính hệ thống camera thông minh phát hiện các hành vi bất thường

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan đề tài. Chương này trình bày về lý do chọn dé tài, mục tiêu, nội dung và giới hạn của đê tài. e Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Chương này trình bày tổng quát về các cơ sở lý thuyết dùng trong khóa luận.

e Chương 3: Giải pháp đề xuất. Chương nay trình bày chỉ tiết các giải pháp nhóm đưa ra dé giải quyết bài toán. © Chương 4: Kết quả thực nghiệm. Chương nay trình bày các kết qua dat được của nhóm.

e Chương 5: Kết luận và hướng phát triển. Chương này đưa ra kết luận của nhóm sau khi thực hiện khóa luận, cũng như đưa ra hướng phát triển khóa luận của nhóm. Việc sử dụng camera để giám sát Xã hội ngày càng phát triển, hệ lụy dẫn đến phát sinh nhiều hành vi bất thường gây ảnh hưởng trực tiếp đến an ninh xã hội: trộm cướp, đánh nhau, phá hoại tài sản,. Tần suất các hành vi này diễn ra ngày càng nhiều, do đó cần phải tiến hành nhiều biện pháp dé đảm bảo an ninh tại những nơi đông đúc như trung tâm mua sắm, nhà hàng, khách sạn, bệnh viện, nhà ga,.

Trong những năm qua, một trong các giải pháp được dé xuất là dùng camera giám sát dé trực tiếp theo dõi, quản lý ở các khu vực đông người. Các loại camera giám sát này chủ yếu là ghi hình và truyền trực tiếp đến nơi quan sát, ở đây sẽ có nhân viên giám sát an ninh trực tiếp theo dõi. Nhược điểm của giải pháp này là nhân viên an ninh phải quan sát trên hệ thống liên tục, đưa ra các cảm quan cá nhân rồi mới đánh giá các hành vi đang diễn ra. Với số lượng camera cần quan sát quá lớn, nhân viên an ninh không thể giám sát chỉ tiết và khó có thé đưa ra các nhận định đúng dé đảm bảo an ninh.1 Nhân viên giám sát dang theo dõi các camera dé phát hiện sự bat thường [1] Dé khắc phục các hạn chế trên, nhiều chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ thông tin đưa ra các giải pháp giúp camera có thé nhận diện các hành vi này dé xử lý và sau đó đưa ra cảnh báo cho nhân viên giám sát.

Một trong các giải pháp được nghiên cứu rộng rãi đó là áp dụng thị giác máy tính vào các hệ thống camera giám sát. Dữ liệu từ camera được thu về, sau đó sẽ áp dụng các công nghệ xử lý ảnh số, xử lý video số, áp dụng thuật toán phát hiện các hành vi dựa trên thị giác máy tính để trích xuất các đặc điểm của hành động sau đó đưa ra cảnh báo. Các hành động này được xác định bởi các đặc điểm sau: e Xuất hiện các khung hình chuyền động nhanh bat thường. e Hành động, tư thé con người thay đổi bất thường: vung tay, khom lưng, chạy nhanh, tế ngã,.

Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của trí tuệ nhân tạo, các nghiên cứu áp dụng mô hình máy học vào camera an ninh ngày càng nhiều. Với giải pháp hiện đại này, camera được huấn luyện dé trở nên thông minh, sau đó nó có thé tự động ghi nhận, xử lý và đưa ra cảnh báo một cách tự động. Điều này giảm bớt sự phục thuộc vào con người, giúp cho việc quản lý an ninh trở nên dễ dàng hơn. Lĩnh vực trí tuệ nhân tạo 2.

Trí tuệ nhân tao (Artificial Intelligence — AI) Trí tuệ nhân tạo tức là trí thông minh của máy móc do con người sáng tạo và lập trình ra, đặc biệt dành cho các siêu máy tính, robot, hay các thiết bị điện tử có khả năng tính toán. Đây là một lĩnh vực quan trọng trong khoa học máy tính, được ưu tiên nghiên cứu và phát triển hàng đầu trong nền công nghiệp 4.0 hiện nay trên thế giới. Nhờ có trí tuệ nhân tạo, máy tính đạt được khả năng suy nghĩ, phân tích, lập luận giải quyết các van dé, thậm chí có thé giao tiếp trực tiếp với con người do có thé tự học hỏi ngôn ngữ và tiếng nói. Một vài sản phẩm công nghệ nổi tiếng sử dụng trí tuệ nhân tạo có thể kế đến như robot ASIMO (hình 2.2), chương trình Alpha Go chuyên giải cờ vây (hình 2.2 Robot ASIMO, một trong những sản phẩm trí tuệ nhân tạo vào những năm 2000 [2] Hình 2.3 AlphaGo — Chương trình AI giải cờ vay cua Google [3] 2.

Học máy (Machine Learning) Học máy hay máy học (Machine Learning - ML) là một lĩnh vực con của Trí tuệ nhân tạo, có khả năng “học hỏi” dựa trên dữ liệu đưa vào sau đó có thể phân tích, trích xuất các đặc trưng từ dữ liệu dựa trên các thuật toán phân tích cú pháp dữ liệu và đưa ra quyết định đưa ra dự đoán từ dữ liệu mà máy đã học hỏi. Vì vậy, con người không phải lập trình thủ công bang hàng loạt các chỉ dẫn cụ thé mà máy tính có thé sử dụng các thuật toán do con người viết cùng với một số lượng lớn dữ liệu dé thé học được cách hoàn thành tác vụ. Các kĩ thuật ML giúp máy tính có thể tìm được những thông tin đặc trưng có giá trị an rất sâu trong bộ dữ liệu mà việc lập trình thông thường không thể thực hiện được. Với các kĩ thuật máy học hiện đại có thể áp dụng vào rất nhiều lĩnh vực trong đời sống: phân tích được về thị trường chứng khoán, chân đoán trong y khoa, dự đoán giá nhà đất, phân loại thư rác (hình 2.

Delete all spam messages now (messages that have been in Spam more than 30 days will be aul deleted) Mr Collins Belly Attention Funds Owner, - Attention Funds Own Anti-Fraud Unit ICPC PAYMENT NOTIFICATION - ICP€ NIGERIA (An » Zipeem Per raggiungere i tuoi progetti, scopri le rego Anti-Fraud Unit ICPC PAYMENT NOTIFICATION - ICPC NIGERIA (An » UsTrendy Indie Fashion New Arrivals Just Added! - This message was YOU'RE-APPROVED YOUR Roof is Covered FREE!! » WORK @ HOME (PLEASE REPLY) Woburn FULL TIME - 2 Rem Office Re:Confirm deposit - DEPC INHERITAN Mr.Sambo Ngene Message From Mr. Director, Fore: » Congratulations! Here is your chance to win a brand new Ford! » Jocelyn Weir Do not regret skipping these jobs - Jul 27, 20° Registered_Offender_List. SEX-Offender living near-YOU!! {Find-Out} Hình 2.4 Phân loại email spam — Một ứng dụng cua ML [4] 2. Học sâu (Deep Learning) Học sâu (Deep Learning - DL) là một tập con của học máy, lay cam hứng từ cách hoạt động của não bộ con người.

Các kĩ thuật học sâu sử dụng mạng neuron (nơ- ron) nhân tạo giúp các mô hình máy học giải quyết các bài toán tưởng chừng không thé thực hiện được: phân loại hàng nghìn vật thé khác nhau trong một bức ảnh, tự động tạo chú thích cho ảnh, tự động bắt chước giọng nói và giao tiếp với con người, thậm chí có thê tự động sáng tác thơ văn và âm nhạc. DL có thé coi là một sự phát triển phức tạp và tinh vi từ các thuật toán máy học. Khác với việc trích xuất các đặc trưng một cách thủ công của ML, DL sẽ tự trích xuất các đặc trưng mà nó cho là phù hợp. Một bai toán có thê gặp trong thực tế là dé máy tính nhận biết được được biển báo STOP, DL sẽ tự trích xuất các đặc trưng phù hợp như màu sắc, hình dáng, các kí tự,.

Trong khi đó với ML, con người sẽ phải xác định các đặc trưng rôi kiêm tra kêt quả đâu ra mà máy tính dự đoán có đúng yêu cầu đặt ra hay không và điều chỉnh lại các đặc trưng cần trích xuất nếu không phải. Machine Learning Deep Learning «đo — 44 — BR Feature extraction + Classification Output Hình 2.5 Sự khác nhau giữa May học va DL [5] MACHINE LEARNING DEEP 0001/3À.6 Sự phát triển cua lĩnh vực AI và mối quan hệ giữa các lĩnh vực liên quan [4] 2. Tổng quan về mạng neuron 2. Neuron sinh học Một neuron sinh học gồm có thân neuron, tua gai thần kinh, sợi trục thần kinh, trong đó: e Thân neuron là nơi xử lý các tín hiệu được đưa vao.

e Tua gai thần kinh là nơi nhận các xung điện vào trong neuron. ¢ Soi trục thần kinh là nơi đưa tín hiệu ra ngoài sau khi được xử lý bởi neuron. e Khớp thần kinh là vị trí nằm giữa tua gai thần kinh và sợi trục thần kinh. Đây là điêm liên kêt dau ra của neuron nay với đâu vào của neuron khác.

Neuron nhân tạo Neuron nhân tạo là một mô hình toán học mô phỏng neuron sinh học trong hệ thông thân kinh con người. Dựa vào câu tạo của một neuron sinh học, các nhà khoa học đã đưa ra kiên trúc của một neuron nhân tạo như sau: Đầu ra Hàm tổng Hàm kích hoạt Xn) Trọng số liên kết Danh sách đầu vào Hình 2.7 Mô hình toán học của một neuron nhân tạo [6] Trong đó: e Danh sách đâu vào: là các thuộc tính đâu vào của một neuron. Sô lượng thuộc tính đâu vao thường nhiêu hơn một. Dữ liệu dau vào thường là một vector nhiêu chiêu hoặc nhiêu neuron tang trước kêt nôi tới một neuron tâng sau.

10 e Trọng sô liên kêt: các liên kêt thê hiện độ mạnh yêu qua một giá tri được gọi là trọng sô liên kêt. Kêt hợp với các đâu truyên, tín hiệu đên các neuron nhân tạo khác sẽ được tính bằng w;X;. e Hàm tông: tông các tích của các đầu vào với trọng số liên kết mô phỏng các khớp kết nối. Sau đó đi qua hàm tính tông dé tính ra giá trị trước khi đưa vào hàm kích hoạt.

e Hàm kích hoạt: được sử dụng dé tính toán giá trị của đầu ra dựa vào giá trị của hàm tông. Lịch sử phát triển mạng neuron nhân tạo Vào năm 1943, nhà vật lý thần kinh học Warren McCulloch cùng nhà toán học Walter Pitts đã nghiên cứu, phân tích và mô phỏng các tế bào thần kinh đơn giản hóa (idealized artificial neurons) và chỉ ra chúng có thé thực hiện các phép tính logic. Sau đó, họ đã thực hiện mô phỏng một mạng thần kinh đơn giản trên một mạch điện. Vào năm 1949, Donald Hebb đã viết cuén sách “Organization of Behavior” (Sự tô chức của hành vi), đưa ra lý thuyết về sự truyền tín hiệu giữa các tế bào thần kinh bằng khớp thần kinh.

Điểm nhắn của cuốn sách là khớp thần kinh nao càng được sử dụng nhiều dé truyền tín hiệu thì càng mạnh lên, tức là càng dễ truyền tín hiệu những lân sau đó. Vào năm 1959, David Hubel và Torsten Wiesel đã xuất bản cuốn sách “Receptive fields of single neurons in the cat’s striate cortex”, miêu tả về phản ứng của các tế bao thần kinh thị giác trên loài mèo, cũng như cách loài mèo ghi nhớ và nhận diện hình dạng trên kiên trúc vỏ não của nó. lãi Electrical signal from brain Recording electrode ——.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Hệ Thống Camera Thông Minh Phát Hiện Hành Vi Bất Thường" cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ camera thông minh, đặc biệt là khả năng phát hiện các hành vi bất thường trong môi trường giám sát. Hệ thống này không chỉ giúp nâng cao an ninh mà còn tối ưu hóa quy trình giám sát, giảm thiểu sự can thiệp của con người. Những lợi ích mà hệ thống mang lại bao gồm khả năng phát hiện sớm các tình huống nguy hiểm, cải thiện hiệu quả quản lý an ninh và tăng cường sự an toàn cho cộng đồng.

Để mở rộng thêm kiến thức về lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo tài liệu Phát hiện hành động bất thường qua camera, nơi cung cấp thông tin chi tiết về các phương pháp và công nghệ liên quan. Ngoài ra, tài liệu Xây dựng hệ thống xử lý đa luồng kết hợp với ai cho hệ thống camera giám sát thông minh sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách tích hợp trí tuệ nhân tạo vào hệ thống camera giám sát. Cuối cùng, tài liệu Luận văn thạc sĩ kĩ thuật thuật toán phân tích đặc trưng vân tay và ứng dụng xây dựng phần mềm nhận dạng vân tay cũng có thể cung cấp những kiến thức bổ ích về công nghệ nhận dạng, liên quan đến an ninh và giám sát. Những tài liệu này sẽ giúp bạn có cái nhìn toàn diện hơn về các ứng dụng công nghệ trong việc bảo vệ an ninh.