Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh khoa học kỹ thuật hiện đại, xử lý ảnh và thị giác máy tính đã đạt được nhiều bước tiến quan trọng, đóng vai trò hỗ trợ con người giải quyết khối lượng công việc lớn và nâng cao độ chính xác khi đưa ra các quyết định trong nhiều lĩnh vực như an ninh quốc phòng, kinh tế và đời sống xã hội. Song song với các bài toán nhận dạng sinh trắc học truyền thống đã đạt độ chính xác cao như nhận dạng vân tay, mống mắt hay khuôn mặt, bài toán nhận dạng cử chỉ con người đang nhận được sự quan tâm nghiên cứu sâu rộng nhằm tối ưu hóa và đơn giản hóa phương thức giao tiếp giữa người và máy tính (Human-Computer Interaction - HCI).

Nhiều ứng dụng thực tế dựa trên nhận dạng cử chỉ bàn tay đã và đang được phát triển, bao gồm:

  • Tương tác thiết bị thông minh: Các hệ thống điều khiển tivi thông minh không cần điều khiển từ xa (như Samsung SmartTV), hoặc vòng cảm biến đeo tay nhận dạng cử chỉ để điều khiển thiết bị di động (như dự án Digits của Microsoft).
  • Thao tác thiết kế 3D: Thay thế các thao tác phức tạp của chuột máy tính trong không gian ba chiều, tiêu biểu như hệ thống 3DRAW của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) kết hợp bút cảm ứng và thiết bị Polhemus.
  • Điều khiển từ xa và robot: Hỗ trợ điều khiển cánh tay robot trong môi trường khẩn cấp, vùng sâu vùng xa, khu vực nguy hiểm khó tiếp cận hoặc trong các dịch vụ giải trí.
  • Thực tế ảo (Virtual Reality): Nâng cao khả năng tương tác tự nhiên trong môi trường mô phỏng thế giới thực phục vụ y học, giáo dục và giải trí.
  • Hỗ trợ ngôn ngữ ký hiệu: Giúp chuyển dịch cử chỉ nhằm hỗ trợ người khiếm thính hòa nhập cộng đồng.

Nhằm tiếp cận và giải quyết bài toán giao tiếp người - máy ở mức cơ bản, đồ án tốt nghiệp "Ứng dụng kỹ thuật PCA trong nhận dạng cử chỉ bàn tay" được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể sau:

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Trích xuất đặc trưng hình ảnh bằng kỹ thuật Phân tích thành phần chính (PCA) kết hợp với thuật toán phát hiện màu da để phân đoạn và nhận dạng bàn tay.
  2. Xây dựng và mô phỏng mô hình nhận dạng cử chỉ bàn tay bằng mạng Nơ-ron nhân tạo (ANN) trên môi trường phần mềm MATLAB.

Nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Nghiên cứu các bước toán học và quy trình trích chọn đặc trưng của phương pháp PCA.
  2. Thực hiện trích xuất đặc trưng PCA và thuật toán phân biệt màu da trên phần mềm MATLAB.
  3. Nghiên cứu tổng quan lý thuyết về cấu trúc và giải thuật huấn luyện mạng Nơ-ron nhân tạo.
  4. Xây dựng và mô phỏng hệ thống nhận dạng cử chỉ bàn tay sử dụng mạng Nơ-ron nhân tạo.

Đối tượng, phạm vi và giới hạn đề tài:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hình ảnh cử chỉ bàn tay tĩnh ở 5 trạng thái xòe ngón cơ bản (từ một ngón, hai ngón, ba ngón, bốn ngón đến năm ngón).
  • Phạm vi và giới hạn: Đề tài giới hạn ở việc nhận dạng 5 cử chỉ cơ bản qua hai chế độ thử nghiệm: nhận dạng offline từ tập tin ảnh lưu trữ trong máy tính và nhận dạng online chụp trực tiếp từ webcam trong môi trường phòng thí nghiệm mô phỏng trên MATLAB.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

1. Cơ sở lý thuyết xử lý ảnh và không gian màu

  • Khái niệm ảnh số và mức xám: Ảnh số là tập hợp các điểm ảnh (pixel) tại tọa độ $(x, y)$ với mức xám hoặc giá trị màu nhất định. Mức xám chuẩn thường được lượng tử hóa thành 8 bit ($2^8 = 256$ mức, giá trị từ 0 đến 255).
  • Lược đồ Histogram: Phân bố xác suất mức xám của ảnh được mô tả qua hàm: $$p_k(f_k) = \frac{n_k}{n}$$ Trong đó $f_k$ là mức xám thứ $k$, $n_k$ là số pixel có mức xám $f_k$, và $n$ là tổng số pixel của ảnh.
  • Không gian màu sắc:
    • Không gian RGB: Biểu diễn màu qua 3 kênh Đỏ (Red), Lục (Green), Lam (Blue) theo mô hình lập phương 3 chiều.
    • Không gian CMY: Sử dụng mô hình trừ màu dựa trên các phần bù Cyan, Magenta, Yellow với công thức chuyển đổi: $$[C, M, Y]^T = [1, 1, 1]^T - [R, G, B]^T$$
    • Không gian HSV và HSL: Biểu diễn màu sắc theo Sắc thái (Hue), Độ bão hòa (Saturation) và Độ sáng (Value/Lightness), phù hợp với cảm nhận thị giác tự nhiên.
    • Không gian YCbCr: Tách riêng thành phần độ chói Luma ($Y$) và hai thành phần hiệu màu ($Cb, Cr$), thường dùng trong xử lý truyền hình (chuẩn PAL, NTSC) và nén video.

2. Kỹ thuật Phân tích thành phần chính (PCA)

PCA là kỹ thuật biến đổi tập vector đặc trưng ban đầu có tương quan thành tập vector trực giao không tương quan (các thành phần chính) nhằm giảm số chiều dữ liệu nhưng vẫn giữ lại phương sai lớn nhất. Quy trình toán học bao gồm:

  1. Chuyển đổi $M$ ảnh huấn luyện kích thước $N \times N$ thành các vector $\Gamma_i$ kích thước $N^2 \times 1$.
  2. Tính vector trung bình: $$\Psi = \frac{1}{M} \sum_{i=1}^M \Gamma_i$$
  3. Tính vector sai lệch của từng ảnh so với trung bình: $$\Phi_i = \Gamma_i - \Psi$$
  4. Xây dựng ma trận sai lệch $A = [\Phi_1, \Phi_2, ..., \Phi_M]$ kích thước $N^2 \times M$. Ma trận hiệp phương sai có dạng: $$C = \frac{1}{M} A A^T$$
  5. Do ma trận $A A^T$ có kích thước quá lớn ($N^2 \times N^2$), thuật toán tính toán trị riêng và vector riêng thông qua ma trận phụ $A^T A$ (kích thước $M \times M$). Vector riêng $u_i$ của $C$ được suy ra từ vector riêng $v_i$ của $A^T A$ theo quan hệ $u_i = A v_i$, sau đó được chuẩn hóa $|u_i| = 1$.
  6. Chọn $K$ vector riêng ứng với $K$ trị riêng lớn nhất để làm cơ sở chiếu, biểu diễn mỗi ảnh huấn luyện bằng một vector trọng số $K$ chiều: $$\Omega_i = [w_1^i, w_2^i, ..., w_K^i]^T$$

3. Mạng Nơ-ron nhân tạo và thuật toán Lan truyền ngược (Back Propagation)

  • Mô hình Nơ-ron: Mỗi nơ-ron nhận tín hiệu đầu vào $x_n$ nhân với trọng số liên kết $w_{kn}$, thực hiện tổng tuyến tính $u_k = \sum w_{kn} x_n - \theta_k$ và đưa qua hàm kích hoạt phi tuyến (Sigmoid) để tạo tín hiệu ngõ ra $y_k$.
  • Giải thuật lan truyền ngược (BP): Dựa trên thuật toán giảm độ dốc gradient để điều chỉnh trọng số liên kết: $$\Delta w_{kj} = -\eta \frac{\partial \varepsilon}{\partial w_{kj}}$$ Trong đó sai số năng lượng ở lớp ngõ ra là $\varepsilon = \frac{1}{2} \sum e_k^2$, với $e_k = d_k - y_k$ ($d_k$ là giá trị mong muốn, $y_k$ là giá trị thực tế). Thuật toán cập nhật trọng số lặp lại qua các lớp từ lớp ra ngược về lớp ẩn cho đến khi mạng hội tụ.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống nhận dạng cử chỉ bàn tay được xây dựng trên nền tảng phần mềm MATLAB, bao gồm hai giai đoạn chính: huấn luyện (training) và nhận dạng (recognition).

Khối chức năng Đầu vào Phương pháp / Thuật toán xử lý Đầu ra
Phân đoạn bàn tay Ảnh màu $2938 \times 2203$ Lọc màu da theo ngưỡng RGB:
$R > 95$, $G > 40$, $B > 20$ và $\max(R,G,B) - \min(R,G,B) > 15$
Vùng ảnh bàn tay đã tách
Tiền xử lý & Chuẩn hóa Vùng ảnh bàn tay Nhị phân hóa và resize kích thước về $50 \times 60$ pixel Ảnh nhị phân kích thước $50 \times 60$ ($3000$ điểm ảnh)
Trích chọn đặc trưng Vector ảnh $3000 \times 1$ Kỹ thuật giảm chiều PCA ($K = 300$) Vector đặc trưng $300 \times 1$
Phân loại cử chỉ Vector đặc trưng $300 \times 1$ Mạng Nơ-ron đa tầng truyền thẳng (newff) 5 trạng thái cử chỉ (1 đến 5 ngón)

1. Thuật toán phát hiện màu da và tiền xử lý

  • Quy tắc phân ngưỡng màu da: Ảnh RGB gốc được quét qua từng pixel để kiểm tra các điều kiện: $$\begin{cases} R > 95 \ G > 40 \ B > 20 \ \max(R, G, B) - \min(R, G, B) > 15 \end{cases}$$
  • Phân tách và chuẩn hóa: Sau khi lọc màu da, vùng bàn tay được cắt khỏi nền và chuyển đổi thành ảnh nhị phân. Để giảm thiểu thời gian tính toán của mạng nơ-ron, ảnh được đưa về kích thước đồng nhất $50 \times 60$ pixel. Ma trận ảnh được duỗi thành vector 1 chiều kích thước $3000 \times 1$.

2. Trích chọn đặc trưng PCA và tạo cơ sở dữ liệu

  • Dữ liệu huấn luyện gồm 300 mẫu ảnh chia đều cho 5 trạng thái cử chỉ (mỗi cử chỉ gồm 60 ảnh mẫu).
  • Kỹ thuật PCA trích xuất các đặc trưng tiêu biểu, nén vector dữ liệu từ $3000 \times 1$ xuống vector đặc trưng kích thước $300 \times 1$.
  • Dữ liệu của 300 ảnh mẫu sau trích xuất được lưu trữ vào tệp bảng tính Excel kích thước $300 \times 100$ để phục vụ quá trình huấn luyện mạng.

3. Thiết kế mạng Nơ-ron nhân tạo

Mạng nơ-ron được khởi tạo bằng hàm newff trong MATLAB với cấu trúc:

  • Lớp đầu vào: 300 nút (tương ứng 300 thành phần đặc trưng PCA).
  • Lớp ẩn: 1 lớp ẩn gồm 105 nơ-ron, sử dụng hàm truyền Sigmoid.
  • Lớp ngõ ra: 5 nơ-ron đại diện cho 5 trạng thái cử chỉ (từ 1 ngón đến 5 ngón), sử dụng hàm truyền Sigmoid.
  • Thuật toán huấn luyện: Sử dụng hàm traingdx (Gradient Descent kết hợp Momentum và tốc độ học thích ứng).

Bảng thông số thiết lập mạng Nơ-ron:

Tên thông số trong MATLAB Giá trị thiết lập Ý nghĩa thông số
net.trainParam.epochs 5000 Số chu kỳ (epoch) huấn luyện tối đa
net.trainParam.goal 0.001 Sai số hiệu suất mục tiêu cần đạt
net.trainParam.mc 0.95 Hằng số quán tính (Momentum constant)
net.performFcn 'mse' Hàm đánh giá hiệu suất (Mean Squared Error)

4. Giao diện chương trình thử nghiệm

Hệ thống được thiết kế với giao diện đồ họa (GUI) cung cấp hai chế độ làm việc:

  • Chế độ Offline: Cho phép người dùng duyệt và chọn tệp ảnh tĩnh lưu trong máy tính, thực hiện phát hiện bàn tay, trích xuất đặc trưng và đưa ra nhãn nhận dạng tương ứng.
  • Chế độ Online: Kết nối trực tiếp với webcam máy tính, chụp ảnh cử chỉ thời gian thực, tiến hành phân đoạn và nhận dạng cử chỉ bàn tay trực tiếp trên giao diện.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: TỔNG QUAN

Chương 1 trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu xử lý ảnh, thị giác máy tính và các công nghệ giao tiếp người - máy trên thế giới. Nội dung chương làm rõ các ứng dụng thực tế của nhận dạng cử chỉ tay như dự án vòng cảm biến Digits của Microsoft, công nghệ 3DRAW của MIT, hệ thống điều khiển Samsung SmartTV, ứng dụng thực tế ảo và ngôn ngữ ký hiệu. Từ đó, chương xác định tính cấp thiết, mục tiêu nghiên cứu, 4 nhiệm vụ thực hiện, đối tượng và phạm vi nghiên cứu (giới hạn ở 5 trạng thái bàn tay từ 1 đến 5 ngón xòe).

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 cung cấp toàn bộ nền tảng toán học và kỹ thuật xử lý ảnh phục vụ cho đề tài:

  • Các khái niệm cơ bản về điểm ảnh, độ phân giải, biểu đồ mức xám (histogram) và các loại ảnh số (ảnh xám, ảnh màu, ảnh nhị phân, ảnh chỉ số).
  • Cơ sở toán học của thuật toán PCA: quy trình tính ma trận hiệp phương sai $C = \frac{1}{M} A A^T$, kỹ thuật giảm số chiều qua việc giải trị riêng trên ma trận $A^T A$, và việc chọn lọc vector đặc trưng.
  • Tổng quan về mạng Nơ-ron nhân tạo: cấu trúc Perceptron, mạng nơ-ron đa tầng, giải thuật lan truyền ngược Back Propagation với đạo hàm sai số và các bước cập nhật trọng số.
  • Phân tích và so sánh các không gian màu RGB, CMY, HSV, HSL, YCbCr trong ứng dụng phân cụm và nhận dạng vùng da người.

Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Chương 3 chi tiết hóa giải thuật và cấu trúc hệ thống nhận dạng:

  • Thuật toán phát hiện màu da dựa trên hệ bất đẳng thức ngưỡng không gian màu RGB ($R > 95, G > 40, B > 20, \max - \min > 15$).
  • Quy trình tiền xử lý: tách bàn tay từ ảnh gốc $2938 \times 2203$, nhị phân hóa và resize về kích thước chuẩn $50 \times 60$.
  • Áp dụng PCA nén ma trận ảnh từ 3000 phần tử xuống vector đặc trưng 300 phần tử.
  • Thiết kế mạng Nơ-ron đa tầng trên MATLAB (newff, traingdx, cấu trúc 300-105-5) và lưu trữ tập mẫu huấn luyện 300 ảnh ra tệp Excel.
  • Lưu đồ giải thuật chi tiết cho quá trình huấn luyện và quá trình nhận dạng tự động.

Chương 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

Chương 4 mô tả quá trình thực nghiệm và đánh giá kết quả:

  • Trình bày kết quả huấn luyện mạng: sai số toàn phương trung bình đạt ngưỡng tối ưu $MSE = 0.00099838$ tại chu kỳ lặp thứ 108.
  • Trình bày giao diện chương trình chính và kết quả thử nghiệm nhận dạng cử chỉ từ 1 ngón đến 5 ngón ở hai chế độ: ảnh tĩnh từ máy tính (Offline) và ảnh chụp qua Webcam (Online).
  • Nhận xét và đánh giá độ chính xác nhận dạng giữa hai môi trường thử nghiệm.

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Chương 5 đúc kết các kết quả đạt được của đề tài, chỉ ra các hạn chế tồn tại do chất lượng phần cứng thu nhận ảnh và môi trường ánh sáng, đồng thời vạch ra các hướng nghiên cứu mở rộng nhằm hoàn thiện hệ thống trong tương lai.


Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm chính

  • Hiệu năng huấn luyện mạng Nơ-ron: Mạng Nơ-ron nhân tạo đã đạt được sự hội tụ nhanh chóng. Sai số toàn phương trung bình đạt mức $MSE = 0.00099838$ tại epoch thứ 108, thỏa mãn điều kiện dừng với ngưỡng sai số mục tiêu đề ra ban đầu là $0.001$ (net.trainParam.goal = 0.001).
  • Khả năng giảm chiều dữ liệu: Kỹ thuật PCA đã nén thành công số chiều đặc trưng của ảnh nhị phân kích thước $50 \times 60$ từ 3000 chiều xuống còn 300 chiều (giảm 10 lần kích thước dữ liệu ngõ vào của mạng), giúp giảm thiểu đáng kể khối lượng tính toán và thời gian huấn luyện.
  • Kết quả nhận dạng:
    • Mô hình nhận dạng offline trên các tệp ảnh 2D từ máy tính cho khả năng nhận dạng chính xác cao đối với 5 cử chỉ bàn tay (từ 1 ngón đến 5 ngón).
    • Mô hình nhận dạng online qua webcam đã thực hiện được chu trình chụp ảnh, tách vùng bàn tay và nhận dạng tự động, tuy nhiên tỷ lệ nhận dạng thành công thấp hơn chế độ offline do ảnh hưởng từ thông số quang học của webcam và điều kiện chiếu sáng.

2. Đóng góp kỹ thuật của đề tài

  • Xây dựng hoàn chỉnh chu trình xử lý nhận dạng cử chỉ bàn tay kết hợp phương pháp phát hiện màu da không gian RGB, kỹ thuật nén đặc trưng PCA và mạng nơ-ron nhân tạo truyền thẳng đa tầng trên phần mềm MATLAB.
  • Thiết lập quy trình chuẩn hóa dữ liệu ảnh mẫu và lưu trữ ma trận đặc trưng vào tệp bảng tính Excel, giúp đơn giản hóa việc quản lý, kiểm tra và mở rộng thư viện mẫu huấn luyện.
  • Xây dựng giao diện mô phỏng trực quan phục vụ thử nghiệm ở cả hai hình thức: nhận dạng ảnh tĩnh lưu sẵn và nhận dạng trực tiếp qua webcam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế của đề tài

  • Suy giảm chi tiết do kích thước chuẩn hóa: Việc resize vùng ảnh bàn tay về kích thước nhỏ ($50 \times 60$ pixel) làm tăng tốc độ xử lý nhưng đồng thời làm mất mát một số chi tiết biên dạng, gây ra sai số nhất định trong quá trình phân loại.
  • Độ ổn định khi nhận dạng qua Webcam: Ở mô hình nhận dạng online, tỷ lệ nhận dạng thành công bị suy giảm đáng kể do phụ thuộc vào chất lượng quang học của webcam, độ phân giải camera, góc nghiêng bàn tay và sự thay đổi của cường độ ánh sáng môi trường.
  • Giới hạn tập cử chỉ: Hệ thống mới chỉ phân loại được 5 trạng thái tĩnh cơ bản (xòe từ 1 đến 5 ngón tay) trên nền ảnh tĩnh, chưa nhận dạng được các cử chỉ chuyển động hoặc các trạng thái ngón tay phức tạp khác.

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp thuật toán phân đoạn ảnh để thích nghi tốt hơn với môi trường có điều kiện ánh sáng thay đổi phức tạp và nền nhiễu.
  • Mở rộng tập dữ liệu và xây dựng mô hình nhận dạng các cử chỉ bàn tay động, các cử chỉ phức tạp của hệ thống ngôn ngữ ký hiệu.
  • Nghiên cứu kết hợp thêm các phương pháp phân loại khác như máy vector hỗ trợ (SVM) hoặc các kiến trúc mạng nơ-ron cải tiến nhằm nâng cao tỷ lệ nhận dạng chính xác trong điều kiện thực tế.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên và các nhà nghiên cứu thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Kỹ thuật Máy tính, Công nghệ Thông tin và Khoa học Dữ liệu, đặc biệt là những người đang bắt đầu tiếp cận lĩnh vực Xử lý ảnh số và Nhận dạng mẫu.

Các nội dung cụ thể có giá trị tham khảo thực tế gồm:

  • Toàn bộ cơ sở toán học và thuật toán từng bước của phương pháp Phân tích thành phần chính (PCA) trong việc trích xuất đặc trưng và giảm chiều dữ liệu ảnh.
  • Quy tắc thiết lập ngưỡng phân đoạn màu da người trong không gian màu RGB ($R, G, B$).
  • Phương pháp cấu hình, thiết lập tham số (epochs, goal, mc, performFcn) và lập trình mô hình mạng Nơ-ron đa tầng sử dụng hàm newff và thuật toán traingdx trong môi trường MATLAB.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài sử dụng điều kiện cụ thể nào để phân đoạn màu da của bàn tay từ ảnh gốc?
Hệ thống sử dụng các ngưỡng trong không gian màu RGB, xác định điểm ảnh thuộc vùng da khi thỏa mãn đồng thời hai điều kiện: $R > 95$, $G > 40$, $B > 20$ và $\max(R, G, B) - \min(R, G, B) > 15$.

2. Kỹ thuật PCA giúp giảm số chiều của dữ liệu ảnh bàn tay như thế nào?
Sau khi tách bàn tay và nhị phân hóa, ảnh được chuẩn hóa về kích thước $50 \times 60$ pixel, tương ứng vector 1 chiều 3000 phần tử. Kỹ thuật PCA chiếu vector này lên không gian vector riêng, rút gọn số chiều dữ liệu từ 3000 xuống còn vector đặc trưng 300 phần tử ($K = 300$).

3. Cấu trúc mạng Nơ-ron nhân tạo được thiết kế với các tham số cụ thể nào trong MATLAB?
Mạng nơ-ron đa tầng truyền thẳng được tạo bằng hàm newff, gồm 300 nút đầu vào, 1 lớp ẩn với 105 nơ-ron và 5 nút đầu ra. Mạng sử dụng hàm kích hoạt Sigmoid, thuật toán huấn luyện traingdx, net.trainParam.epochs = 5000, net.trainParam.goal = 0.001, net.trainParam.mc = 0.95 và hàm tính hiệu suất mse.

4. Quy mô tập dữ liệu huấn luyện của hệ thống là bao nhiêu?
Tập dữ liệu huấn luyện gồm 300 ảnh mẫu, chia đều cho 5 trạng thái cử chỉ bàn tay từ 1 ngón đến 5 ngón (mỗi cử chỉ gồm 60 ảnh). Toàn bộ dữ liệu sau trích chọn PCA được lưu thành tệp Excel kích thước $300 \times 100$ để đưa vào huấn luyện.

5. Kết quả huấn luyện mạng Nơ-ron trên MATLAB đạt được hiệu năng như thế nào?
Quá trình huấn luyện mạng Nơ-ron đạt hiệu năng tốt nhất với sai số toàn phương trung bình $MSE = 0.00099838$ tại chu kỳ lặp (epoch) thứ 108, hoàn thành mục tiêu sai số dưới $0.001$ đã đặt ra.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã nghiên cứu và triển khai thành công mô hình nhận dạng 5 cử chỉ bàn tay cơ bản bằng cách kết hợp thuật toán phát hiện màu da trên không gian RGB, kỹ thuật trích xuất giảm chiều đặc trưng PCA và mạng Nơ-ron nhân tạo đa tầng truyền thẳng. Hệ thống được lập trình và mô phỏng trên nền tảng MATLAB, đạt hiệu năng huấn luyện tối ưu với sai số toàn phương trung bình $MSE = 0.00099838$ tại epoch 108. Dù còn hạn chế về tỷ lệ nhận dạng qua webcam do yếu tố quang học và môi trường ánh sáng, công trình đã xây dựng được quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh từ tiền xử lý, trích xuất dữ liệu đến phân loại mẫu, đóng vai trò là tài liệu tham khảo nền tảng cho các nghiên cứu ứng dụng giao tiếp người - máy.