Dự đoán tuổi và giới tính bằng phương pháp học sâu

i HỌCVIỆNCƠNGNGHỆBƯUCHÍNHVIỄNTHƠNG - TRẦNTẤNLỘC DỰ ĐỐN TUỔI VÀ GIỚI TÍNH BẰNG PHƯƠNGPHÁPHỌCSÂU ĐỀÁNTỐTNGHIỆPTHẠCSĨ KỸTHUẬT (Theo định hướngứngdụng) THÀNHPHỐHỒCHÍ MINH– NĂM2023 ii HỌCVIỆNCƠNG NGHỆBƯUCHÍNH VIỄNTHÔNG TRẦNTẤNLỘC DỰ ĐỐN TUỔI VÀ GIỚI TÍNH BẰNGPHƯƠNGPHÁPHỌCSÂU Chun ngành: Hệ thống thông tinMãsố: 8.48.01.04 ĐỀÁNTỐT NGHIỆPTHẠCSỸKỸTHUẬT (Theo định hướngứngdụng) NGƯỜIHƯỚNGDẪNKHOAHỌC: PGS.TS.LÊHỒNGTHÁI THÀNHPHỐHỒCHÍ MINH– NĂM2023 LỜICAMĐOAN Tơi xin cam đoan đề án thạc sĩ công nghệ thông tin “Dự đốn tuổi giới tínhbằngphươngpháphọc sâu”làdotơinghiên cứu,tổnghợp vàthựchiện Tất nội dung, số liệu, kết nêu đề án tốt nghiệp trungthực chưa cơngbố cơngtrìnhnào khác.T i h o n t o n chịutráchnhiệmcho mọihànhvisaochéptráiphéphoặcviphạmquychếđàotạo Tp.HồChíMinh, ngày 16tháng08năm 2023 Họcviênthựchiệnđềán TrầnTấnLộc LỜICẢMƠN Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đếnPGS.TS Lê Hoàng Thái,ngườit hầ y t ậ n tâ m v n h i ệ t t ì n h t r o n g v i ệ c h n g dẫ n v đ ộ n g v i ê n t ô i s u ố t q u trình thực đề án Nhờ hỗ trợ người thầy, tơi định hướng hồnthànhcácmụctiêumàtơiđãđềra Tơi xin gửi lời tri ân chân thành đến Thầy, Cô đồng hành tận tìnhgiảng dạy cho tơi suốt thời gian học tập chương trình Thạc sĩ Hệ thống thông tintạikhoa Đào tạo Sau đại học, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng sở tạithànhphốHồChíMinh Tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn đến banGiámĐốcTrungtâmCơngn g h ệ Thôngtin– ViễnthôngTâyNinhđãtạođiềukiệnthuậnlợichohọctậpcủatôi Tôibi ế tơ nđ ế n tấtc ả bạ nbè động v iê n, hỗ t r ợ đóng gópnhững ý kiế n qu ýbáuchođềánnày.Đónggópcủacácbạnđãgiúptơihồnthiệnnghiêncứunày Đềá n đ ã h o n t h n h v đ t đ ợ c m ộ t s ố k ế t q u ả n h ấ t đ ị n h , t u y v ậ y t ô i t h a nhậnrằngcịntồntạinhữnghạnchếvàthiếusót.Vìvậy,tơichânthànhmongnhậnđược thơng cảm đóng góp q báu từ q thầy bạn để tơi có cảithiệnvànângcaochấtlượngcủanghiêncứunày Mộtlầnnữatơixinchânthànhcảmơn! Tp.HồChíMinh,ngày 16tháng 08năm 2023 Họcviên thựchiệnđềán TrầnTấn Lộc thể MỤCLỤC LỜICAMĐOAN i LỜICẢM ƠN .ii MỤCLỤC iii DANHMỤCCÁCTHUẬTNGỮ,CHỮ VIẾTTẮT vi DANHSÁCHBẢNG vii DANHSÁCHHÌNHVẼ viii MỞĐẦU CHƯƠNG1- TỔNGQUAN 1.1 Lýdochọnđềán 1.2 Tổng quanvấnđềnghiêncứu .4 1.3 Mụctiêunghiêncứu 1.4 Đốitượngvàphạmvinghiêncứu 1.5 Phương phápnghiêncứu 1.6 Ýnghĩakhoahọcvàthực tiễncủa đềán .10 CHƯƠNG2- CƠSỞLÝTHUYẾT .11 2.1 Giớithiệuvềhọcsâuvàthịgiácmáytính 11 2.1.1 Họcsâu 11 2.1.1.1 Cácthànhphầncủamơhìnhhọcsâu 12 2.1.1.2 Sovớimáyhọc,mơhình họcsâumanglạinhữnglợiíchsau 13 2.1.2 Thịgiácmáytính 15 2.2 Kiếntrúcmạngnơrontíchchập .15 2.2.1 Tổngquanvềkiếntrúcmạngtíchchập 15 2.2.2 Các đặctrưngchungcủamạngCNN .17 2.2.3 Các mạngCNNtiêubiểu .19 CHƯƠNG3- PHÂNTÍCHVÀTHIẾTKẾHỆTHỐNG .27 3.1 Hướngtiếpcận 27 3.2 Dữliệuhuấnluyện 27 3.2.1 Giớithiệuvềtậpdữ liệu .27 3.2.2 Các bước xây dựngtừ tậpdữliệuAdienceDataset 29 3.3 Tiềnxử lýdữ liệu .31 3.3.1 Loạibỏđặctrưngkhôngcầnthiết 31 3.3.2 Chỉnhkíchthướcảnhsang kíchthướcphùhợp .32 3.4 Mơhìnhđượcsửdụng 32 3.4.1 Tổngquanmơhình 32 3.4.2 Địnhnghĩa 35 3.4.3.Chuẩnbịdữliệutậphuấn .38 3.4.4 Kiến trúc 40 3.4.5 Huấnluyệnmơhình .43 3.4.5.1 Khởitạomơhình 43 3.4.5.2 Cácphươngthức tiềnxử lý ảnh .45 3.4.5.3 Cácbước tiếnhànhhuấnluyện mơhình 48 CHƯƠNG4- CÀIĐẶTTHỬNGHIỆMVÀĐÁNHGIÁ 52 4.1 Càiđặtmôitrường 52 4.2 Phương phápđánhgiá 52 4.3 Phân tíchđánhgiáhệthốngđềxuất 53 4.3.1 Xâydựngmôđunđánhgiá 53 4.3.2 Kiểmtra đánhgiáhệthốngtrênbộdữliệucôngkhai 57 4.3.2.1 Bộdữ liệucôngkhai Adience .57 4.3.2.2 Kếtquảđánhgiátrênbộdữ liệucôngkhai Adience 57 4.3.3 Kiểmtra đánhgiáhệthốngtrênbộdữ liệuđãxây dựng 59 4.3.3.1 Bộ liệuđãxâydựng 59 4.3.3.2 Kếtquảđánhgiátrênbộdữ liệuđãxâydựng .59 4.4 Càiđặttriểnkhaithử nghiệm 60 KẾTLUẬN 64 DANHMỤCTÀILIỆUTHAMKHẢO .66 DANHMỤCCÁCTHUẬTNGỮ,CHỮVIẾTTẮT VIẾTTẮT TIẾNGANH TIẾNGVIỆT CNN ConvolutionalNeuralNetwork MạngNơ rontíchchập CV CurriculumVitae Hồsơcánhân AI ArtificialIntelligence Trítuệnhântạo DL DeepLearning Họcsâu ML MechineLearning Họcmáy Conv Convolutionallayer Lớptíchchập ReLU RectifiedLinearUnit Hàmkíchhoạttrongmạngnơron nhântạo DANHSÁCHBẢNG Bảng3.1:Danhmụcnhãn 30 Bảng3.3:Thôngtincácnhãntươngứngvớicácbứcảnh .31 DANHSÁCHHÌNHVẼ Hình2.1: Mơhìnhhọcsâu 12 Hình2.2:Hìnhảnhtỷlệxámchỉcómộtkênh .17 Hình2.3:MạngAlexnet, mộtkiếntrúcđiểnhìnhcủaCNN 17 Hình2.4: KiếntrúcLeNet 19 Hình2.5: KiếntrúcAlexNet 19 Hình2.6:HàmReLU .21 Hình2.7:Phươngpháp dropout .21 Hình2.8: KiếntrúcVGG-16 22 Hình2.9: KiếntrúcGoogleNet 23 Hình2.10:KiếntrúcGoogleNet -Inceptionversion3 .25 Hình3.1: Hìnhảnhtrongtậpdữliệu Adience 28 Hình3.2: Thưmụcchứacácảnhđược giảinén 29 Hình3.3: MạngAlexnet 33 Hình3.4:Vídụthínghiệm sửdụng ReLU .35 Hình3.5: Tổchứcthưmục .36 Hình3.6: Mơhìnhgồm5block .40 Hình3.7: Kếtquảhuấn luyệnđộtuổidạngbiểuđồ 49 Hình3.8: Kếtquảhuấn luyệnđộtuổi 50 Hình3.9: Kếtquảhuấnluyệngiớitínhdạngbiểuđồ 51 Hình3.10:Kếtquả huấnluyệngiớitính 51