SỬ DỤNG GIẢI THUẬT ANN (ARTIFICIAL NEURAL NETWORK) ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG CHỮ SỐ VIẾT TAY - Full 10 điểm

TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C NAM C ẦN THƠ KHOA K Ỹ THU Ậ T – CÔNG NGH Ệ NGUY ỄN VĂN ĐIỀ U MSSV 176289 S Ử D Ụ NG GI Ả I THU Ậ T ANN (ARTIFICIAL NEURAL NETWORK) ĐỂ XÂY D Ự NG H Ệ TH Ố NG NH Ậ N DI Ệ N CH Ữ S Ố VI Ế T TAY ĐỒ ÁN T Ố T NGHI Ệ P Ngành Công Ngh ệ Thông tin Mã s ố Ngành: 7480201 05-2021 TRƯỜNG ĐẠ I H Ọ C NAM C ẦN THƠ KHOA K Ỹ THU Ậ T – CÔNG NGH Ệ NGUY ỄN VĂN ĐIỀ U MSSV: 176289 S Ử D Ụ NG GI Ả I THU Ậ T ANN (ARTIFICIAL NEURAL NETWORK) ĐỂ XÂY D Ự NG H Ệ TH Ố NG NH Ậ N DI Ệ N CH Ữ S Ố VI Ế T TAY ĐỒ ÁN T Ố T NGHI Ệ P Ngành Công Ngh ệ Thông tin Mã s ố Ngành: 7480201 GI ẢNG VIÊN HƯỚ NG D Ẫ N TS NGÔ H Ồ ANH KHÔI 05-2021 i CH Ấ P THU Ậ N C Ủ A H ỘI ĐỒ NG Bài báo cáo đồ án th ự c t ậ p, do sinh viên Nguy ễn Văn Điề u th ự c hi ện dướ i s ự hướ ng d ẫ n c ủ a TS Ngô H ồ Anh Khôi Bài báo cáo này đã báo cáo và đượ c H ộ i đồ ng ch ấ m khóa lu ậ n thông qua Ủ y viên Thư ký (Ký tên) (Ký Tên) --------------------------------------- --------------------------------------- GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN Ph ả n bi ệ n 1 Ph ả n bi ệ n 2 (Ký tên) (Ký tên) --------------------------------------- --------------------------------------- GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN Cán b ộ hướ ng d ẫ n Ch ủ t ị ch H ội đồ ng (Ký tên) (Ký tên) --------------------------------------- -------------------------------------- GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN GHI CH Ứ C DANH, H Ọ , TÊN ii NH Ậ N XÉT C ỦA GIÁO VIÊN HƯỚ NG D Ẫ N ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ ······································································································ C ần Thơ, Ngày… tháng… năm 2021 Giáo viên hướ ng d ẫ n (Ký tên) TS NGÔ H Ồ ANH KHÔI ii NH Ậ N XÉT C Ủ A GIÁO VIÊN PH Ả N BI Ệ N ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· ······························································································· C ần Thơ, Ngày… tháng… năm 2021 Giáo viên ph ả n bi ệ n (Ký tên) ThS HU Ỳ NH BÁ L Ộ C iii L Ờ I C Ả M T Ạ L ời đầ u tiên em xin chân thành c ảm ơn đế n quý Th ầ y, Cô Trong th ờ i gian qua, th ầy đã rấ t t ận tình hướ ng d ẫn để chúng em hoàn thành đồ án này Em xin c ảm ơn quý thầ y cô Khoa K ỹ thu ậ t – Công ngh ệ Trường Đạ i h ọ c Nam C ần Thơ đã tậ n tâm gi ả ng d ạ y và truy ền đạ t cho em nh ữ ng ki ế n th ức quý báu để em hoàn thi ện chương trình họ c t ại trường Đồ ng th ời, em cũng rấ t c ảm ơn Chủ t ị ch H ội đồ ng qu ả n tr ị , Ban Giám hi ệ u Trường Đạ i h ọ c Nam C ần Thơ đã tạo điề u ki ệ n v ề th ời gian, không gian để em có th ể hoàn thành nhi ệ m v ụ h ọ c t ậ p c ủ a mình M ặc dù, em đã có rấ t nhi ề u c ố g ắ ng n ỗ l ực để hoàn thành đồ án nhưng vẫ n không tránh kh ỏ i nh ữ ng thi ế u sót Kính mong nh ận đượ c s ự đóng g óp ý ki ế n c ủ a quý th ầ y cô Em xin chân thành c ảm ơn! C ầ n T hơ, ngày … tháng … năm 2021 Ngườ i th ự c hi ệ n IV L ỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam k ế t khóa lu ận này đượ c hoàn thành d ự a trên các k ế t qu ả nghiên c ứ u c ủ a tôi và các k ế t qu ả nghiên c ứu này chưa đượ c dùng cho b ấ t c ứ khóa lu ậ n cùng c ấ p nào khác C ầ n T hơ, ngày … tháng … năm 2021 Ngườ i th ự c hi ệ n V M Ụ C L Ụ C CHƯƠNG 1 GIỚ I THI Ệ U 1 1 1 Gi ớ i thi ệ u v ề công ty 1 1 1 1 Thông tin v ề công ty 1 1 1 2 Tr ụ s ở chính 1 1 1 3 Người đạ i di ệ n theo pháp lu ậ t: 1 1 1 4 Thông tin li ệ n h ệ 1 1 1 5 Ngành ngh ề kinh doanh 2 1 1 6 S ả n ph ẩ m và d ị ch v ụ đang kinh doanh 3 1 2 Đặ t v ấn đề nghiên c ứ u 6 1 3 M ụ c tiêu nghiên c ứ u 7 1 3 1 M ụ c tiêu chung 7 1 3 2 M ụ c tiêu c ụ th ể 8 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LU ẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U 9 2 1 Cơ sở lý lu ậ n 9 2 2 Phương p háp nghiên c ứ u 9 2 2 1 Phương pháp nghiên cứ u lý thuy ế t 9 2 2 2 Phương pháp nghiên cứ u th ự c nghi ệ m 9 2 2 3 Phương pháp điề u tra 10 2 3 Gi ớ i thi ệ u v ề b ộ cơ sở d ữ li ệ u Mnist 10 2 3 1 Gi ớ i thi ệ u 10 2 3 2 L ị ch s ử 11 2 4 Gi ớ i thi ệ u v ề ngôn ng ữ Python 11 CHƯƠNG 3 GI Ả I THU Ậ T ANN TRONG NH Ậ N D Ạ NG CH Ữ S Ố VI Ế T TAY 14 3 1 Gi ớ i thi ệ u v ề v ề gi ả i thu ậ t ANN ( Neural Network) 14 3 1 1 Gi ớ i thi ệ u chung 14 3 1 2 Neural nhân t ạ o 15 3 1 3 Mô hình m ạ ng neural nhân t ạo và phương thứ c làm vi ệ c 17 VI 3 1 4 Các lu ậ t h ọ c 21 3 2 Gi ớ i thi ệ u v ề nh ậ n d ạ ng ANN 25 3 3 Xây d ự ng mô hình d ự báo ANN 26 3 4 Phương pháp MLP 27 3 5 Sơ đồ Use case chương trình 28 3 6 Quá trính nh ậ n d ạ ng ch ữ s ố vi ế t tay 28 3 6 1 Đưa dữ li ệu đầ u vào 28 3 6 2 Cá c thư việ n 28 3 6 3 S ử d ụ ng gi ả i thu ật ANN để nh ậ n d ạ ng 28 CHƯƠNG 4 KẾ T QU Ả NGHIÊN C Ứ U 31 4 1 Xu ấ t k ế t qu ả 31 4 2 Giao di ệ n 33 4 3 Hướ ng d ẫ n s ử d ụ ng 34 4 4 Hướ ng d ẫn cài đặ t 41 CHƯƠNG 5 KẾ T LU Ậ N 42 DANH SÁCH HÌNH Hình 2 1 B ộ cơ sở d ữ li ệ u mnist 10 Hình 3 1 Mô hình m ộ t neuron nhân t ạ o 15 Hình 3 2 Đồ th ị các d ạ ng hàm truy ề n 17 Hình 3 3 M ạ ng neural ba l ớ p 18 Hình 3 4 M ạ ng truy ề n th ẳ ng m ộ t l ớ p 20 Hình 3 5 M ạ ng truy ề n th ẳ ng nhi ề u l ớ p 20 VII Hình 3 6 M ạ ng h ồ i ti ế p m ộ t l ớ p 21 Hình 3 7 M ạ ng neural h ồ i quy 21 Hình 3 8 C ấ u trúc hu ấ n luy ệ n m ạ ng neural 22 Hình 3 9 H ọ c có giám sát 23 Hình 3 10 H ọ c không có giám sát 23 Hình 3 11 Sơ đồ c ấ u trúc chung c ủ a quá trình h ọ c 24 Hình 4 3 Bi ểu đồ test 31 Hình 5 5 Giao di ệ n chính 33 VIII DANH M Ụ C T Ừ VI Ế T T Ắ T ANN Artificial Neural Network MLP Multilayer Perceptrons LR Learning Rate

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ KHOA KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ

NGUYỄN VĂN ĐIỀU MSSV 176289

SỬ DỤNG GIẢI THUẬT ANN (ARTIFICIAL NEURAL NETWORK) ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DIỆN CHỮ SỐ VIẾT TAY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành Công Nghệ Thông tin

Mã số Ngành: 7480201

05-2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NAM CẦN THƠ

NGUYỄN VĂN ĐIỀU MSSV: 176289

SỬ DỤNG GIẢI THUẬT ANN (ARTIFICIAL NEURAL NETWORK) ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHẬN DIỆN CHỮ SỐ VIẾT TAY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành Công Nghệ Thông tin

Mã số Ngành: 7480201

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS.NGÔ HỒ ANH KHÔI

i

CHẤP THUẬN CỦA HỘI ĐỒNG

Bài báo cáo đồ án thực tập, do sinh viên Nguyễn Văn Điều thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS.Ngô Hồ Anh Khôi Bài báo cáo này đã báo cáo và được Hội đồng chấm khóa luận thông qua

Ủy viên Thư ký

GHI CHỨC DANH, HỌ, TÊN GHI CHỨC DANH, HỌ, TÊN

Phản biện 1 Phản biện 2

Cán bộ hướng dẫn Chủ tịch Hội đồng

GHI CHỨC DANH, HỌ, TÊN GHI CHỨC DANH, HỌ, TÊN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

Cần Thơ, Ngày… tháng… năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

TS NGÔ HỒ ANH KHÔI

ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

···

Cần Thơ, Ngày….tháng… năm 2021

Giáo viên phản biện

(Ký tên)

ThS HUỲNH BÁ LỘC

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô Trong thời gian qua, thầy đã rất tận tình hướng dẫn để chúng em hoàn thành đồ án này

Em xin cảm ơn quý thầy cô Khoa Kỹ thuật – Công nghệ Trường Đại học Nam Cần Thơ đã tận tâm giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu để em hoàn thiện chương trình học tại trường Đồng thời, em cũng rất cảm ơn Chủ tịch Hội đồng quản trị, Ban Giám hiệu Trường Đại học Nam Cần Thơ đã tạo điều kiện

về thời gian, không gian để em có thể hoàn thành nhiệm vụ học tập của mình

Mặc dù, em đã có rất nhiều cố gắng nỗ lực để hoàn thành đồ án nhưng vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2021

Người thực hiện

IV

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết khóa luận này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ khóa luận cùng cấp nào khác

Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2021

Người thực hiện

V

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 Giới thiệu về công ty 1

1.1.1 Thông tin về công ty 1

1.1.2 Trụ sở chính 1

1.1.3 Người đại diện theo pháp luật: 1

1.1.4 Thông tin liện hệ 1

1.1.5 Ngành nghề kinh doanh 2

1.1.6 Sản phẩm và dịch vụ đang kinh doanh 3

1.2 Đặt vấn đề nghiên cứu 6

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 7

1.3.1 Mục tiêu chung 7

1.3.2 Mục tiêu cụ thể 8

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

2.1 Cơ sở lý luận 9

2.2 Phương pháp nghiên cứu 9

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 9

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 9

2.2.3 Phương pháp điều tra 10

2.3 Giới thiệu về bộ cơ sở dữ liệu Mnist 10

2.3.1 Giới thiệu 10

2.3.2 Lịch sử 11

2.4 Giới thiệu về ngôn ngữ Python 11

CHƯƠNG 3 GIẢI THUẬT ANN TRONG NHẬN DẠNG CHỮ SỐ VIẾT TAY 14

3.1 Giới thiệu về về giải thuật ANN ( Neural Network) 14

3.1.1 Giới thiệu chung 14

3.1.2 Neural nhân tạo 15

3.1.3 Mô hình mạng neural nhân tạo và phương thức làm việc 17

VI

3.1.4.Các luật học 21

3.2 Giới thiệu về nhận dạng ANN 25

3.3 Xây dựng mô hình dự báo ANN 26

3.4 Phương pháp MLP 27

3.5 Sơ đồ Use case chương trình 28

3.6 Quá trính nhận dạng chữ số viết tay 28

3.6.1 Đưa dữ liệu đầu vào 28

3.6.2 Các thư viện 28

3.6.3 Sử dụng giải thuật ANN để nhận dạng 28

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 31

4.1 Xuất kết quả 31

4.2.Giao diện 33

4.3 Hướng dẫn sử dụng 34

4.4 Hướng dẫn cài đặt 41

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN 42

DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Bộ cơ sở dữ liệu mnist 10

Hình 3.1 Mô hình một neuron nhân tạo 15

Hình 3.2 Đồ thị các dạng hàm truyền 17

Hình 3.3 Mạng neural ba lớp 18

Hình 3.4 Mạng truyền thẳng một lớp 20

Hình 3.5 Mạng truyền thẳng nhiều lớp 20

VII

Hình 3.6 Mạng hồi tiếp một lớp 21

Hình 3.7 Mạng neural hồi quy 21

Hình 3.8 Cấu trúc huấn luyện mạng neural 22

Hình 3.9 Học có giám sát 23

Hình 3.10 Học không có giám sát 23

Hình 3.11 Sơ đồ cấu trúc chung của quá trình học 24

Hình 4.3 Biểu đồ test 31

Hình 5.5 Giao diện chính 33

VIII

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT