Đồ án thiết kế hệ thống nhận diện chữ viết tay tại HCMUTE

• Tác giả: Dương Ngọc Anh
• Người hướng dẫn: Ths. Lê Minh Thành
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Viễn Thông
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Nhận Diện Chữ Viết Tay
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu
• 1.2. Giới hạn đề tài
• 1.3. Mục tiêu
• 1.4. Bố cục đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về máy học
• 2.2. Phương pháp tiền xử lý
• 2.3. Phương pháp phân đoạn
• 2.4. Trích đặc trưng
• 2.4.1. Trích đặc trưng dựa trên hình thái học
• 2.4.2. Trích đặc trưng bằng Gradient
• 2.5. Tổng quan mạng nơ-ron tích chập
• 2.6. Tổng quan về tập dữ liệu UNIPEN
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHẬN DIỆN CHỮ VIẾT TAY
• 3.1. Yêu cầu thiết kế
• 3.2. Sơ đồ khối và chức năng
• 3.3. Thiết kế từng khối
• 3.3.1. Tập dữ liệu
• 3.3.2. Khối ngõ vào
• 3.3.3. Khối trích đặc trưng và khối phân loại
• 3.3.4. Khối kiểm tra chính tả và hiển thị
• 3.4. Chương trình và lưu đồ giải thuật
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NHẬN DIỆN CHỮ VIẾT TAY
• 4.1. Giao diện chương trình và kết quả nhận diện
• 4.2. Đánh giá kết quả thực tế
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng phát triển
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế Hệ thống Nhận diện Chữ viết tay tại HCMUTE

Đề tài tốt nghiệp Thiết kế hệ thống nhận diện chữ viết tay tại HCMUTE (Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh) tập trung vào việc xây dựng một hệ thống có khả năng nhận diện chữ viết tay tiếng Anh. Hệ thống sử dụng kiến trúc mạng nơ-ron tích chập (CNN) được triển khai trên nền tảng phần mềm Microsoft Visual C# 2010. Mục tiêu chính là tạo ra một ứng dụng giao diện thân thiện, dễ sử dụng, tương tự như Paint của Microsoft, phục vụ cho việc học tập và ghi chép số.

1.1. Nhận diện Chữ viết tay và Xử lý ảnh

Phần này tập trung vào các khía cạnh xử lý ảnh cần thiết cho hệ thống nhận diện chữ viết tay. Các bước tiền xử lý ảnh bao gồm khôi phục, tăng cường, nhị phân hóa và chuẩn hóa. Trích xuất đặc trưng từ ảnh được thực hiện bằng phương pháp dựa trên hình thái học và gradient. Phân đoạn ảnh giúp tách biệt các ký tự riêng lẻ, chuẩn bị cho bước nhận diện. Các thuật toán phân đoạn như phân đoạn dựa trên đường viền vùng, phân đoạn cụm được xem xét. Thuật toán OpenCV có thể được sử dụng trong quá trình tiền xử lý và trích xuất đặc trưng. Việc chọn lựa các phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả nhận diện. Tập dữ liệu chữ viết tay được sử dụng cần đảm bảo đa dạng về kiểu chữ, kích thước và phong cách viết. Chuẩn hóa dữ liệu là bước cần thiết để hệ thống hoạt động hiệu quả. Mục tiêu là xây dựng một hệ thống có khả năng xử lý đa dạng kiểu chữ viết tay, khắc phục những hạn chế của phương pháp truyền thống.

1.2. Mô hình Mạng nơ ron và Thuật toán

Hệ thống sử dụng mạng nơ-ron tích chập (CNN) đa tầng làm mô hình chính cho việc phân loại chữ viết tay. Việc lựa chọn kiến trúc CNN phù hợp là rất quan trọng. Các thuật toán như deep learning, được xem xét để tối ưu hóa quá trình huấn luyện mô hình. TensorFlow hoặc PyTorch có thể được sử dụng như các framework để xây dựng và huấn luyện mô hình CNN. Quá trình huấn luyện bao gồm việc tối ưu hóa các tham số của mạng nơ-ron để đạt được độ chính xác cao nhất. Thu thập dữ liệu và chuẩn hóa dữ liệu là các bước quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình huấn luyện. Đánh giá hiệu năng của mô hình được thực hiện bằng các chỉ số như độ chính xác, độ nhạy và độ đặc hiệu. Cải tiến mô hình dựa trên kết quả đánh giá để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Mô hình cần có khả năng hoạt động hiệu quả với các dữ liệu đầu vào có độ nhiễu, đảm bảo độ chính xác và ổn định.

1.3. Hệ thống Nhận diện Chữ viết tay Thời gian thực và Ứng dụng

Mục tiêu của đề tài là xây dựng một hệ thống nhận diện chữ viết tay thời gian thực. Điều này đòi hỏi tối ưu hóa thuật toán và kiến trúc mạng nơ-ron để giảm thiểu thời gian xử lý. Ứng dụng của hệ thống có thể được mở rộng sang nhiều lĩnh vực, ví dụ như hỗ trợ người khiếm thị, tự động hóa các tác vụ văn phòng, giáo dục trực tuyến. Giao diện người dùng được thiết kế thân thiện và dễ sử dụng. Hệ thống cần đảm bảo độ chính xác cao và khả năng xử lý các trường hợp phức tạp. Đánh giá hệ thống được thực hiện dựa trên các chỉ số hiệu năng và phản hồi của người dùng. Cải tiến hệ thống là quá trình liên tục để nâng cao hiệu suất và khả năng ứng dụng. OCR chữ viết tay là một ứng dụng cụ thể và tiềm năng của hệ thống này. Việc tích hợp với các công nghệ khác như nhận dạng giọng nói có thể mở rộng thêm tính năng của hệ thống.

1.4. Đánh giá và Kết luận

Phần này trình bày kết quả đánh giá hệ thống nhận diện chữ viết tay. Độ chính xác của hệ thống được đo lường và phân tích. Các thông số kỹ thuật của hệ thống được trình bày chi tiết. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống được chỉ ra rõ ràng. Các đề xuất cho việc cải thiện và phát triển hệ thống trong tương lai được đưa ra. Tầm quan trọng của hệ thống nhận diện chữ viết tay trong nhiều ứng dụng thực tiễn được nhấn mạnh. Công nghệ nhận diện chữ viết tay đang ngày càng phát triển, hệ thống này đóng góp một phần vào sự phát triển đó. Nghiên cứu nhận diện chữ viết tay là một lĩnh vực đầy thách thức nhưng tiềm năng ứng dụng rất lớn.