Luận Văn Thạc Sĩ Về Nhận Dạng Các Đối Tượng Tham Gia Giao Thông Sử Dụng Mạng Nơ Ron Học Sâu

• Tác giả: Trần Quốc Toản
• Người hướng dẫn: TS. Lê Mỹ Hà
• Trường học: Khoa Điện – Điện Tử
• Chuyên ngành: Nhận Dạng Đối Tượng Giao Thông
• Đề tài: Nhận dạng các đối tượng tham gia giao thông sử dụng mạng nơron tích chập – Convolution Neural Network – CNN
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 1.5. Tóm tắc nội dung chính của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tế bào thần kinh và mạng thần kinh nhân tạo
• 2.1.1. Tế bào thần kinh
• 2.1.2. Mạng thần kinh nhân tạo
• 2.2. Một số kiểu mạng nơron
• 2.2.1. Tự kết hợp
• 2.2.2. Kết hợp khác kiểu
• 2.2.3. Kiến trúc hồi tiếp
• 2.3. Các phương pháp huấn luyện mạng thần kinh nhân tạo
• 2.3.1. Học không giám sát
• 2.3.2. Học củng cố
• 2.3.3. Thuật toán lan truyền ngược
• 2.3.3.1. Mô hình mạng
• 2.4. Sự khác biệt giữa AI, Machine Learning và Deep Learning
• 2.4.1. Trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence – AI)
• 2.4.2. Machine Learning – Cách tiếp cận để chinh phục trí tuệ nhân tạo
• 2.4.3. Deep Learning – Kỹ thuật để hiện thực hóa Machine Learning
• 2.4.4. Nhờ Deep Learning, AI có một tương lai tươi sáng
• 2.5. Mạng nơ ron tích chập (Convolutional Neural Networks – CNNs)
• 2.6. Chi tiết các lớp của mô hình CNNs
• 3. CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG MẠNG NƠ RON TÍCH CHẬP TRONG VIỆC NHẬN DẠNG CÁC ĐỐI TƯỢNG THAM GIA GIAO THÔNG
• 3.1. Dữ liệu huấn luyện
• 3.2. Chia dữ liệu huấn luyện
• 3.3. Xây dựng mô hình CNN
• 3.4. Bộ phân loại
• 3.5. Dự đoán đối tượng
• 3.5.1. Trên tập dữ liệu tự tạo tên T_01
• 3.5.2. Trên tập dữ liệu Caltech-101
• 3.5.3. Trên tập dữ liệu Cifar-10
• 3.5.4. Trên tập dữ liệu trong Matlab tên DigitDataset và Merch
• 3.6. Nhận dạng trên hình ảnh
• 3.7. Nhận dạng trên video
• 3.8. So sánh phương pháp CNN với HOG – Histogram of Oriented Gradient
• 3.8.1. Giới thiệu về HOG
• 3.8.2. Dữ liệu so sánh
• 3.8.3. Kết quả so sánh
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
• 4.1. Kết quả đạt được
• 4.2. Ưu, nhược điểm
• 4.3. Hướng phát triển của đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Nhận Dạng Đối Tượng Giao Thông Bằng Mạng Nơ Ron Học Sâu

Nhận dạng đối tượng giao thông là một lĩnh vực quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ hiện đại. Sử dụng mạng nơ ron học sâu, đặc biệt là mạng nơ ron tích chập (CNN), giúp cải thiện độ chính xác trong việc nhận diện các đối tượng như xe cộ, người đi bộ và các phương tiện khác. Công nghệ này không chỉ giúp nâng cao an toàn giao thông mà còn hỗ trợ trong việc phát triển các hệ thống tự động hóa như xe tự lái.

1.1. Khái niệm về Nhận Dạng Đối Tượng Giao Thông

Nhận dạng đối tượng giao thông là quá trình xác định và phân loại các đối tượng trong môi trường giao thông. Điều này bao gồm việc sử dụng các thuật toán học máy để phân tích hình ảnh và video, từ đó nhận diện các đối tượng như xe hơi, xe máy, và người đi bộ.

1.2. Tầm quan trọng của Mạng Nơ Ron Học Sâu trong Giao Thông

Mạng nơ ron học sâu, đặc biệt là CNN, đã chứng minh được hiệu quả vượt trội trong việc nhận diện hình ảnh. Công nghệ này giúp cải thiện độ chính xác và tốc độ xử lý, từ đó nâng cao khả năng nhận diện đối tượng trong các tình huống giao thông phức tạp.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nhận Dạng Đối Tượng Giao Thông

Mặc dù công nghệ nhận dạng đối tượng giao thông bằng mạng nơ ron học sâu đã đạt được nhiều thành tựu, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Các vấn đề như độ chính xác trong điều kiện ánh sáng khác nhau, sự đa dạng của các đối tượng và tốc độ xử lý vẫn là những yếu tố cần được cải thiện.

2.1. Độ Chính Xác trong Điều Kiện Khác Nhau

Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác của mô hình trong các điều kiện ánh sáng khác nhau. Việc nhận diện đối tượng trong bóng tối hoặc ánh sáng mạnh có thể dẫn đến sai sót trong kết quả.

2.2. Đa Dạng của Các Đối Tượng Giao Thông

Sự đa dạng về kiểu dáng, màu sắc và kích thước của các đối tượng giao thông cũng tạo ra khó khăn trong việc nhận diện chính xác. Mô hình cần được huấn luyện với một tập dữ liệu phong phú để có thể nhận diện tốt nhất.

III. Phương Pháp Nhận Dạng Đối Tượng Bằng Mạng Nơ Ron Học Sâu

Phương pháp nhận dạng đối tượng bằng mạng nơ ron học sâu thường sử dụng kiến trúc CNN với nhiều lớp khác nhau. Mô hình này được thiết kế để tự động trích xuất đặc trưng từ hình ảnh, giúp cải thiện độ chính xác trong việc phân loại đối tượng.

3.1. Kiến Trúc Mạng Nơ Ron Tích Chập

Kiến trúc CNN bao gồm nhiều lớp như lớp tích chập, lớp pooling và lớp fully connected. Mỗi lớp có nhiệm vụ riêng, giúp mô hình học được các đặc trưng khác nhau từ dữ liệu đầu vào.

3.2. Quy Trình Huấn Luyện Mô Hình

Quy trình huấn luyện mô hình bao gồm việc chuẩn bị dữ liệu, thiết lập các tham số và tối ưu hóa mô hình. Việc huấn luyện cần được thực hiện trên một tập dữ liệu lớn để đảm bảo độ chính xác cao.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Nhận Dạng Đối Tượng Giao Thông

Nhận dạng đối tượng giao thông bằng mạng nơ ron học sâu có nhiều ứng dụng thực tiễn, từ việc phát triển hệ thống giám sát giao thông đến việc hỗ trợ cho các phương tiện tự lái. Công nghệ này không chỉ giúp nâng cao an toàn mà còn tối ưu hóa lưu thông.

4.1. Hệ Thống Giám Sát Giao Thông

Hệ thống giám sát giao thông sử dụng công nghệ nhận dạng đối tượng để theo dõi và phân tích tình hình giao thông. Điều này giúp các cơ quan chức năng đưa ra các biện pháp điều chỉnh kịp thời.

4.2. Xe Tự Lái và Tương Lai của Giao Thông

Công nghệ nhận dạng đối tượng là một phần quan trọng trong việc phát triển xe tự lái. Việc nhận diện chính xác các đối tượng xung quanh giúp xe tự lái hoạt động an toàn và hiệu quả hơn.

V. Kết Luận và Hướng Phát Triển Tương Lai

Nhận dạng đối tượng giao thông bằng mạng nơ ron học sâu đang ngày càng trở nên quan trọng trong việc cải thiện an toàn giao thông. Hướng phát triển tương lai bao gồm việc tối ưu hóa mô hình và mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.

5.1. Tối Ưu Hóa Mô Hình Nhận Dạng

Tối ưu hóa mô hình nhận dạng là cần thiết để cải thiện độ chính xác và tốc độ xử lý. Việc áp dụng các kỹ thuật mới trong học sâu có thể giúp nâng cao hiệu suất của mô hình.

5.2. Mở Rộng Ứng Dụng trong Các Lĩnh Vực Khác

Ngoài giao thông, công nghệ nhận dạng đối tượng có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác như an ninh, y tế và công nghiệp. Việc mở rộng ứng dụng sẽ tạo ra nhiều cơ hội mới cho công nghệ này.