Khóa luận tốt nghiệp Hệ thống thông tin: Xây dựng ứng dụng quản lý chuỗi cung ứng trên nền tảng blockchain và hệ hỗ trợ quyết định bằng phương pháp máy học và học sâu

Với khả năng lưu trữ các thông tin về nguồn gốc, quá trình sản xuất và phân phối sản phâm một cách chính xác và rõ ràng, Blockchain đã trở thành một công nghệ đột phá trong việc quan lý

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA HỆ THÓNG THÔNG TIN

LƯU TRAN ANH KHOA - 19520636

PHAN PHAM QUYNH HOA - 19521520

KHOA LUAN TOT NGHIEP

XÂY DUNG UNG DUNG QUAN LY CHUOI CUNG UNG

TREN NEN TANG BLOCKCHAIN VA HE HO TRỢ

QUYÉT ĐỊNH BANG PHƯƠNG PHAP MAY HOC VA

HOC SAU

BUILD A BLOCKCHAIN-BASED SUPPLY CHAIN MANAGEMENT APPLICATION AND SUPPORT DECISIONS SYSTEM WITH MACHINE LEARNING & DEEP LEARNING

KY SU NGANH HE THONG THONG TIN

GIANG VIEN HUONG DAN PGS TS NGUYEN ĐÌNH THUAN

ThS VU MINH SANG

TP HO CHi MINH, 2023

ngôi trường này, giúp chúng em có thể có được ngọn lửa nhiệt huyết và nguồn cảm

hứng bắt tận cũng như năng lượng dé hoàn thành khóa luận một cách chin chu nhất.

Chúng em cũng xin gửi lời cảm ơn tới anh Nguyễn Minh Nhựt, và các bạn trong

nhóm nghiên cứu FTISU đã giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và góp ý cho dé tài dé đạt được kết quả tot nhất.

Hơn nữa, chúng em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến quý thay, cô tại trường Đại học Công nghệ Thông tin nói chung và quý thây, cô khoa Hệ Thống Thông tin

nói riêng đã truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như các kỹ năng can thiết dé

chúng em có thể hoàn thành khóa luận và đạt được những thành công nhất định.

Sau cùng, chúng em muốn xin cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn

quan tâm, động viên, khuyến khích, giúp đỡ và đưa ra những lời khuyên bồ ích Một

lân nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn

Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu

Kiến trúc dé tài

Môi trường phát triên

IBM Supply Chain Intelligence Suite - Food 'Trust -‹ -<+

Adaptation of loT with Blockchain in Food Supply Chain Management: An

Các nghiên cứu về thuật toán phát hiện đối tượng trong

AI -Giới thiệu về công nghệ Blockchain

gì? -. «-Lich sử phat

triển -Câu trúc của Blockchain

Cách thức hoạt động của Blockchain

Tính chất và ứng dụng của Blockchain

0 0

2

1.6 Giới thiệu về Smart Contract :c222v++te2cvvrretrrrvrrerrrrrrrrrr 19

2 _ Giới thiệu các thuật toán học sâu

2.1 Tổng quan về phát hiện đối tượng (Object Detection) - 21

2.2 Giới thiệu thuật toán YOLO

2.3 Cách hoạt động của thuật toán YOLO -+5++x+c+xexervrtevsrerre 23 2.4 Các phiên bản của YOLO

2.5 Giới thiệu thuật toán SSD cccccseererrerrrrrrrrrr OO) 2.6 Các tiêu chi đo lường hiệu quả mô hình

2.7 So sánh mô hình các thuật toán ¿5+ 5+ s2t++Ereexerrxerrrseessee 31 CHƯƠNG 4: PHAN TÍCH THIET KE VÀ THỰC NGHIỆM 34

1 Giai đoạn 1: Xây dựng ứng dụng Blocktrace truy xuất nguồn gốc 34

1.1 Xây dựng Smart ContTaCtS - ¿5-5552 S+S++t+eexexerrerererree 34

1.1.1 Smart Contracts cho người dùng -+-c+cscesexeeee - 24 1.1.2 Smart Contracts cho sản phâm - 5+5 ++<+s<c<c<ec+cec JÕ

1.1.3 Smart Contracts cho các quy trình -+-+<<cex«eeeeeveeeeeee 7

1.1.4 Smart Contracts cho hệ thống subsystem - -:- c2 38

1.2 Xây dung giao diện và tính năng - - ¿5+5 St+t+ttekErkekerrrek 38

1.2.1 Đăng ký và đăng nhập -¿- 5+ Street 38

1.2.2 Lưu thông tin nguồn gốc . ¿++22++++222v+vetrrvveverrrrez 41

1.2.3 Lưu thông tin sở hữu sản phẩm - c¿22+ze+cvvzzcrrrxez 48 1.2.4 Truy xuất nguồn gỐC -¿-©22+++22E+++t2E22E2etEEEEEErrrrrrrrerrrev 49

1.2.5 Nâng cấp tài khoản -:c:©2222+t222vvrttEEEEvrtrtrrtrrrrrrrrrrrrrree 52

2 Giai đoạn 2: Xây dựng hệ thống nhận dang và phân loại trái cây 53

2.1 Xây dựng mô hình nhận diện trái cây 5-5 ccSccseerereek 53

2.1.1 Thu thập và xử lý dữ liệu -cccccccerererrerrrrerrer 53

2.1.2 Huấn luyện mô hình.

2.2 Xây dựng subsysfeim - «+ két HH H001 tt rưy 57

CHUONG 5: TONG KET VÀ HƯỚNG PHÁT TRIẺN

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Kiến trúc hệ thống -2sstetretrtrirrrtrtrertrrtrrrirrrrrrrrrrerre Hình 1.2 Sơ đồ quy trình ứng dụng eeeetsrrererirrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrr

Hình 2.1 Giao diện ứng dụng IBM Food 'TTust -: -5c555cscerererrrtrrrrrrrrrrrre

Hình 3.1 Cấu trúc của Blockchain -sseererrerertrertrerrrrrrrrrrrerre

Hình 3.2 So sánh các cơ chế đồng thuận -.s.seeeerererereerrrtrererrrrr Hình 3.3 Cách hoạt động của Proof of Authority (POA) -. -c -c-ccccccccececer

Hình 3.4 Cách thức hoạt động của Smart Contract -‹ ccccccccccccccccvcveerer Hình 3.5 Sơ đồ kiến trúc mạng YOLO 2.seeztertrerrrrrerrrrrrrrre Hình 3.6 Các phiên bản phát hành của YOLO -.-.-cccccccceeeeeeeetrieiririrrer

.24 25 Hình 3.7 Công thức IoU

Hình 3.8 Kiến trúc mạng YOLO v5.

Hình 3.9 Kiến trúc mạng YOLO V7 ssttetrerrererterrrrrrrrerrrrrere

Hình 3.10 Sơ đồ tổng hợp lớp của YOLO v7 -cexceeeterereeserrreeree Hình 3.11 Độ chính xác Coco của YOLOVv8 -ccccccceerkrkrkrirtrrrrrer

Hình 3.13 Sơ đồ kiến trúc mang SSD -sesesterrerrerreerrerrrrre

Hình 4.1 Diagram User Contract scsssssssssssssssssssssssssssssesssssssssesssssssssessssessssssssesesesssssssssssesssssssens Hình 4.2 Diagram Product Owner Contract scssscsscsssscsssesesssesesessseseseseseseseseseseseseseseeeseseeeee

Hình 4.3 Diagram Batch Contract sssssssssssssesssssssssesssssssssssessssesssssesssesssseesensssnssssssssesssasssasaets

Hình 4.4 Diagram Processing Contract ssssssssssssssssssssssssssesssssssssssssssssssssesssesssssesssssssssssssssssess Hình 4.5 Diagram Subsytem Contract ccccccccccceecerertrtrtrtrtrrrtrirrrirrrirrrrrer Hình 4.6 Giao diện đăng nhập -rcreerrreererertrrririiirirtrtrrririiriirrrtrrrrrirrie Hình 4.7 Giao diện đăng ký c.cuhhhhhnhHHHHHHHH HH Hy

41

41

42 Hình 4.8 Giao diện quan lý san phẩm

Hình 4.9 Giao diện thêm sản phẩm.

Hình 4.10 Giao diện xem kiểm tra các bước của quy trình

Hình 4.11 Giao diện thêm thông tin quy trình c.ccc-eeeceeeeereeeeeerrrrrrrrree

14 16 17

20

22

23

27 27 29

29 30

34

35

36 37

38

39

39

43

Hình 4.12 Giao diện thêm thông tin của nhà sản xuất -: cccceerrree 44 Hình 4.13 Giao điện thêm thông tin của nhà phân phối -.s 45

Hình 4.14 Giao diện thêm thông tin của nhà bán 16 s-7«c©s<exsssrsesxeee 46

Hình 4.15 Giao diện thêm thông tin của nhân vIÊn -cseccccserrrxerrrrserrree 47

Hình 4.16 Giao diện thêm thông tin của sản phâm sau khi được mua 48 Hình 4.17 Giao diện truy xuất nguồn gốc dành cho các bên liên quan 49

Hình 4.18 Giao diện màn hình bắt đầu ứng dụng mobile - 50

Hình 4.19 Giao diện quét mã QR trên ứng dụng mobiÏe -c-c-<cccs<ecss 51Hình 4.20 Giao điện website truy xuất nguồn gốc dành cho khách hàng 52 Hình 4 21 Giao diện tính năng nâng cấp tài khoản -sscccsrrcce+ 53

Hình 4.22 Phương pháp nghiên Ctu hn scecssseessseessseessseesssesssnsesssesssnseesseessneeesseessneeessneensy 53

Hình 4.23 Giao diện upload file cc«c5c<cx5xxcsxsekesrktkkrtkitkrrtkrrirrrrrirrrrrkee 57 Hình 4.24 Giao diện sau khi phân loại thành cÔng . -c«-©-«eccesexxeexrseersee 57

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 So sánh các thuật foán -css«t hình HH HH nh nhờ này 32

Bang 3.2 Bảng mô tả thuộc tinh User COnraCf -cccscserxeesrreereerrisrerrree 34 Bảng 3.3 Bang mô tả thuộc tính Product Owner COntraC( c-55c<csceeccee 35 Bảng 3.4 Bang mô tả thuộc tinh Batch Contract -ccc-c5sscscxrrrrerrrrsrrrrerrree 36

Bang 3.5 Bang mô tả thuộc tinh Processing Contract -cs-cc<scccsesexeerreereee 37

Bang 3.6 Bang mô tả thuộc tinh Subsystem Contract esesssecsecssesssecstessssessseesseessteeses 38

Bảng 4.1 Lớp trong tập dữ liệu về trái cây Việt Nam s ccstree 55

Bảng 4.2 So sánh kết quả huấn luyện mô hình css.+ccssreeeesree 55

DANH MỤC TỪ VIET TAT

STT Từ Viết Tắt Ý nghĩa

1 Al Artificial ntelligence

2 CNN Convolutional Neural Network

3 YOLO You only look once

4 SSD Single Shot MultiBox Detector

TOM TAT KHÓA LUẬN

Khoá luận này tập trung vào việc xây dựng một ứng dụng truy xuất nguồn gốc sản phẩm trên nền tảng Blockchain và hệ hỗ trợ quyết định bằng phương pháp máy học

và học sâu trong việc phân loại trái cây Mục tiêu chính là đảm bảo tính minh bạch

và tin cậy trong việc truy xuất nguồn gốc và phân loại chính xác các loại trái cây Dau tiên, nền tảng Blockchain được triển khai dé lưu trữ thông tin về nguồn góc, quá trình sản xuất và vận chuyền của các loại trái cây Blockchain là một công nghệ phân tan

cho phép lưu trữ dữ liệu một cách an toàn, không thể sửa đổi và cung cấp tính minh bạch cho tất cả các bên liên quan Ứng dụng quản lý chuỗi cung ứng được phát triển

trên nền tảng Blockchain dé tăng cường tính minh bạch và an toàn Mỗi bước trong chuỗi cung ứng được ghi lại và xác minh bang cách sử dụng công nghệ Blockchain, dam bảo tính toàn vẹn và không thê thay đôi dé liệu Tiếp theo, phương pháp máy học và học sâu được áp dụng dé phân loại chính xác các loại trái cây dựa trên hình ảnh người dùng nhập vào Các mô hình máy học được huấn luyện dé nhan dién cac đặc trưng và đặc diém của từng loại trái cây, từ đó phan loại chúng một cách chính xác Công nghệ học sâu được sử dụng dé xử lý dữ liệu lớn và tạo ra các mô hình dự đoán chính xác hơn Ứng dụng này giúp tăng cường tính minh bạch trong quá trình cung ứng trái cây, đảm bảo nguồn gốc và chất lượng của sản phẩm Người tiêu dùng

có thé dé dàng truy xuất thông tin về nguồn góc và quá trình sản xuất của trái cây mà

họ mua Kết quả của nghiên cứu này mang lại lợi ích lớn trong việc truy xuất nguồn

gốc và phân loại trái cây dựa trên Blockchain và máy học/học sâu Tiếp tục nghiên

cứu và phát triển có thê mở rộng ứng dụng này sang các lĩnh vực khác và cải thiện hiệu quả và tính ứng dụng trong thực tế.

CÁU TRÚC KHOÁ LUẬN

Khóa luận gôm 5 chương với các nội dung chính sau:

Chương 1: Giới thiệu và mô tả đề tài

Trong chương nay chúng tôi giới thiệu tong quan về dé tài cũng như mục tiêu của đề tài.

Chương 2: Công trình liên quan

Chúng tôi giới thiệu một số công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến ứng dụng và quy trình xây dựng dữ liệu cùng với giải quyết bài toán liên quan đến lĩnh vực phân loại trái cây.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Trong chương này, chúng tôi trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến các

công nghệ, kỹ thuật được ứng dụng trong đề tài

Chương 4: Phân tích thiết kế và thực nghiệm

Trong chương này, chúng tôi trình bày về các bước phân tích thiết ứng dụng

và các quy trình thực nghiệm, cách đánh giá, đồng thời tiến hành trực quan và

phân tích kết quả đạt được.

Chương 5: Tông kết và hướng phát triển

Trình bày các kết quả đã thực hiện và thu được trong khóa luận tốt nghiệp này Các mặt hạn chế cũng như là các hướng phát triển trong tương lai để hoàn

thiện thêm nghiên cứu.

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VA MÔ TẢ DE TÀI

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, vấn đề an toàn thực phẩm và nguồn sốc sản phẩm trở thành một trongnhững lo ngại hàng đầu của người tiêu dùng trên toàn thế giới Trong khi đó, các vụ

gian lận về nguồn gốc sản phẩm và các van đề về chất lượng sản phẩm nông nghiệp

vẫn đang diễn ra trên thị trường Do đó, nhu cầu trong việc tăng cường sự minh bạch

và đáng tin cậy trong quá trình sản xuất và phân phối các sản phâm nông nghiệp ngàycàng tăng cao Trong thời đại công nghệ 4.0, việc sử dụng công nghệ blockchain đểtruy xuất nguồn gốc sản pham và chống hàng gia đã trở thành một giải pháp hiệu quả

dé giải quyết van dé này Blockchain là một công nghệ có tính bảo mật cao, cho phéplưu trữ dit liệu một cách minh bạch và không thê bị thay đổi, giúp việc quan lý, lưu trữ

và chia sẻ thông tin trở nên an toàn và minh bạch hơn Với khả năng lưu trữ các thông

tin về nguồn gốc, quá trình sản xuất và phân phối sản phâm một cách chính xác và rõ

ràng, Blockchain đã trở thành một công nghệ đột phá trong việc quan lý và tang cường

độ tin cậy của thông tin liên quan đến sản phẩm Ngoài ra, trí tuệ nhân tao (AI) cũngđang được sử dụng trong việc nhận dạng và phân loại đối tượng Đặc biệt, CNN trong

học sâu đã được chứng minh là một công nghệ hiệu quả trong việc phân loại trái cây.

Sự kết hợp giữa Blockchain và AI có thé giúp nâng cao đáng ké khả năng truy xuấtnguồn gốc sản phẩm, chống hàng giả và quản lý chất lượng sản phẩm nông nghiệp.Cùng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, việc sử dụng Blockchain và trí tuệnhân tạo trong truy xuất nguồn sốc sản phẩm đang trở thành một trào lưu mới, giúptăng cường sự minh bạch và đáng tin cậy trong quá trình sản xuất và phân phối sảnphẩm Hơn nữa, việc kết hợp các công nghệ này còn giúp nâng cao giá trị và chất lượngsản phẩm, tăng sự tin tưởng của người tiêu dùng và đóng góp vào sự phát triển bềnvững của nền nông nghiệp nước nhà

Đề đạt được mục tiêu này, hệ thống được đề xuất sử dụng công nghệ Blockchain dé

lưu trữ và quản lý thông tin liên quan đến nguồn gốc, sản xuất và phân phối trái cây,

dam bao tính xác thực và toàn vẹn của dữ liệu Đồng thời, các thuật toán phát hiện đối

3

tượng trong học máy và học sâu được sử dụng dé phan loai chat luong trai cay mét cachchính xác và hiệu qua, giúp giảm thời gian va chi phí của việc truy xuất sản phẩm, ngăn

chặn gian lận va nâng cao chat lượng và an toàn của trai cây.

2 Mục tiêu đề tài

Mục tiêu của đề tài là xây dựng một hệ thống sử dụng công nghệ Blockchain và trítuệ nhân tạo dé nâng cao khả năng truy xuất nguồn gốc và quản lý chất lượng sản phẩm

nông nghiệp, đặc biệt là trai cây Các mục tiêu cụ thể bao gồm:

- _ Kiểm tra và truy xuất nguồn gốc sản phâm: Xây dựng hệ thống lưu trữ và quản

lý thông tin liên quan đến nguồn gốc, quá trình sản xuất và phân phối trái cây băng côngnghệ Blockchain dé đảm bảo tính minh bạch và không thé thay đổi của dữ liệu Điềunày giúp người tiêu dùng và các bên liên quan có thê tin tưởng vào thông tin được cung

cấp về sản phâm.

- Chong hàng giả, hàng nhái: Hệ thông lưu trữ các thông tin chỉ tiết về sản phẩm,chăng hạn như mã số định danh duy nhất, hình ảnh, và thông tin khác liên quan Người

dùng có thé quét mã QR code hoặc mã số định danh của sản phẩm và tra cứu trên

blockchain dé kiểm tra tính hợp lệ và xác thực thông tin về sản phẩm Ngoài ra, mọi

lịch sử giao dịch liên quan đến san phâm bao gồm mua bán, chuyên giao và sở hữu sản

phẩm, có thê được ghi lại trên blockchain Điều này giúp tạo ra một hệ thống ghi chúchính xác về sự di chuyền và sở hữu của sản phẩm, từ sản xuất đến tiêu thụ cuối cùng

- Cai thiện quá trình quản ly chất lượng: Sử dụng trí tuệ nhân tạo, đặc biệt là mô hình mang CNN cho việc phát hiện, nhận dang, phân loại đối tượng và tự động phân

loại chất lượng trái cây theo các tiêu chuẩn đã được xác định trước Mục tiêu là đảm

bảo tính chính xác và hiệu quả của quá trình nhập nguyên liệu, từ đó giúp tăng cường

chất lượng sản phẩm và sự tin tưởng của người tiêu dùng

3 Đối tượng nghiên cứu

- Ứng dụng Blockchain vào truy xuất nguồn gốc sản pham.

- _ Hệ thống phân loại chất lượng trái cây (10 loại trái cây x 3 loại tiêu chí chất

lượng).

- _ Công nghệ YOLO, SSD.

- Trí tuệ nhân tạo, thị giác máy tinh, phát hiện đối tượng

4 Phạm vi nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, nhóm sẽ tập trung vào việc ứng dụng công nghệ Blockchain

vào quá trình truy xuất nguồn gốc sản phẩm, đặc biệt là trong lĩnh vực trái cây Nhóm

sẽ nghiên cứu cơ chế hoạt động của Blockchain và xác định các thông tin quan trọngcần được ghi lại để đảm bảo tính xác thực và toàn vẹn của dữ liệu Sau đó, nhóm sẽtriển khai hệ thống Blockchain phù hợp để tạo ra một hệ thống truy xuất nguồn gốcđáng tin cậy cho các sản pham trai cây

Đồng thời, nhóm cũng sẽ xây dựng một hệ thống phân loại trái cây sử dụng phương

pháp học máy và học sâu Nhóm sẽ tìm hiểu về các phương pháp và thuật toán phân

loại chất lượng trái cây, và thu thập dữ liệu để huấn luyện mô hình phân loại chính xác.Mục tiêu là xây dựng một hệ thong phân loại hiệu qua và tự động, giúp đánh gia chất

lượng của các loại trái cây một cách chính xác.

Ngoài ra, nhóm cũng sẽ nghiên cứu về trí tuệ nhân tao và thị giác máy tính dé áp

dụng vào việc nhận dạng và phân loại đối tượng trong hình ảnh trái cây Nhóm sẽ tìm

hiểu các thuật toán phát hiện đối tượng, va tạo ra một mô hình đáng tin cậy dé phan loai

chat luong trai cay Muc tiéu cudi cùng là kết hợp các công nghệ này dé tạo ra một hệ

thong truy xuất nguồn gốc sản pham khi đến tay người tiêu dung va phân loại chấtlượng nguyên liệu trái cây trước khi nhập vào kho, dé đảm bảo tính minh bạch, đángtin cậy và chất lượng trong quá trình sản xuất và phân phối

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu và đánh giá các công trình nghiên cứu liên quan đã được công bố tronglĩnh vực quản lý chuỗi cung ứng, công nghệ Blockchain và phương pháp máy học và

học sâu Điều này giúp xác định tình hình hiện tại, các thách thức và tiềm năng của việc

áp dụng Blockchain và phương pháp máy học và học sâu vào quản lý chuỗi cung ứng

Xác định mục tiêu và phạm vi của đề tài đồng thời xây dựng một kế hoạch nghiêncứu chỉ tiết, bao gồm các bước thực hiện, phương pháp thu thập dit liệu, phương pháp

xử lý dữ liệu và các thuật toán máy học và học sâu sẽ được áp dụng.

5

Xây dựng hệ thống quan lý chuỗi cung ứng trên nền tảng Blockchain Sử dụng công

nghệ Blockchain dé tạo ra một mạng lưới đáng tin cậy dé lưu trữ thông tin về chuỗicung ứng Mỗi bước trong quá trình cung ứng sẽ được ghi lại và xác thực bằng các giao

dịch trong Blockchain, đảm bảo tính minh bạch và đáng tin cậy của dữ liệu.

Ứng dụng các thuật toán máy học và học sâu, đặc biệt là thuật toán YOLO dé phanloại chat lượng và nhận dang trái cây Cu thé, phương pháp sẽ được áp dụng dé nhậndạng và phân loại đối tượng trong ảnh và video YOLO được chọn vì nó có khả năng

nhận diện và phân loại nhanh chóng và chính xác, đồng thời giảm thiểu sai sót trong

quá trình xác định vi trí và đối tượng.

6 Kiến trúc đề tài

Hệ thống của ứng dụng được thiết kế dựa trên hai phần quan trọng Phần đầu tiên là

ứng dụng Blockchain, nơi thông tin về các quy trình trong chuỗi cung ứng được lưutrữ một cách an toan va minh bạch Blockchain đảm bảo tính toàn vẹn và không thểthay đổi của dữ liệu, giúp tăng cường sự tin cậy trong quản lý chuỗi cung ứng Phanthứ hai của hệ thông là phần ứng dụng deep learning, sử dụng các thuật toán mạng nơ-

ron sâu dé nhận dạng và phân loại chất lượng trái cây một cách chính xác Nhờ vào

khả năng học tập và nhận biết của trí tuệ nhân tạo, ứng dụng có thể tự động xác địnhloại trái cây và chất lượng của trái cây dựa trên các đặc điểm, hỗ trợ cho việc quản lý

chat lượng nguyên liệu dau vào trước khi đưa vào nhà máy sản xuât.

Deep Learning

Crawl data Dị Data Preprocessing

Data Labeling Train models

Blockchain

Detect and evaluate

models

using the best model

The best model

Fruit Detection Support System

Hình 1.1 Kiến trúc hệ thong

blockirace

SUPPLY CHAIN

Môi trường phát triển

Ứng dụng được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình JavaScript, TypeScript, Solidity.

Triển khai hệ thong nhan dang va phan loai trai cay bang ngôn ngữ lập trình Python

7

- Công cu thiết kế: Figma, Adobe Illustrator, Draw.io

- Công cụ quản lý Source Code: Github.

CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

1 IBM Supply Chain Intelligence Suite - Food Trust

IBM Food Trust là một giải pháp công nghệ tiên tiến của IBM dành cho ngành

công nghiệp thực phẩm Được xây dựng trên nền tảng Blockchain, trí tuệ nhân tao

(AD, Internet of Things (IoT) va phân tích dữ liệu, nó giúp tạo ra một hệ thống giám

sát và quản lý toàn diện cho chuỗi cung ứng thực phẩm [13] Với IBM Trust Food,

mọi quá trình từ sản xuất, chế biến, đóng gói, vận chuyền và bán hàng đều được theo

dõi và ghi lại trên Blockchain Điều này tạo ra một hồ sơ minh bạch và không thể sửa

đổi, cho phép người tiêu dùng và các bên liên quan kiểm tra nguồn gốc va lịch trình

Hình 2.1 Giao diện ứng dung IBM Food Trust

Công nghệ trí tuệ nhân tao và JoT của IBM Food Trust thu thập dữ liệu từ các thiết

bị và cảm biến trong quá trình sản xuất và vận chuyên thực phẩm Nó theo dõi các

thông số như điều kiện môi trường, nhiệt độ, độ âm và vi khuân để đảm bảo chất

lượng và an toàn thực phẩm Bên cạnh đó, phân tích dữ liệu trong IBM Food Trust

giúp nhận biết các xu hướng và tiên đoán rủi ro trong chuỗi cung ứng Nó giúp pháthiện sớm các vấn đề như nhiễm khuẩn, gian lận thực phẩm và thất thoát hàng hóa, từ

đó đảm bảo sự an toàn và chất lượng cho người tiêu dùng

2 Adaptation of IoT with Blockchain in Food Supply Chain

Management: An Analysis-Based Review in Development, Benefits

and Potential Applications

Trong nghiên cứu [3] này, tác giả đã thực hiện một khảo sát văn học về công nghệblockchain kết hợp với Internet of Things (IoT) trong quản lý chuỗi cung ứng thựcphẩm (FSCM) Các ý tác giả đã trình bày các lợi ích, van đề và thách thức liên quanđến việc áp dụng công nghệ blockchain trong ngành công nghiệp chuỗi cung ứng thựcphẩm Hiện nay, với xu hướng từ trang trại đến ban ăn đang ngày càng phô biến, antoàn thực phẩm va chứng nhận chat lượng trở thành mối quan tâm quan trong Côngnghệ blockchain cung cấp kha năng theo dõi nguồn gốc của thực phẩm từ nguồn cungcấp cho đến bàn ăn của khách hàng Ý tưởng chính của bài báo là kết hợp công nghệblockchain với các thiết bị loT dé nghiên cứu điều kiện thực phẩm và các vấn đề khác

mà các nhà vận chuyên gặp phải trong việc cung cấp thực pham tươi sống Blockchaincung cấp các ứng dụng như hợp đồng thông minh đề giám sát, quan sát và quản lý cácgiao dịch và giao tiếp giữa các bên liên quan Công nghệ IoT cung cấp phương pháp

để xác minh tất cả các giao dịch; các giao dịch này được ghi lại và lưu trữ trong một

hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung Do đó, IoT tao điều kiện cho một hệ thống quản lýchuỗi cung ứng thực phẩm an toàn và hiệu quả về mặt chi phi cho các bên liên quan

Trong khảo sát này, tác giả đóng góp vào việc nâng cao nhận thức về các ứng dụng

của công nghệ blockchain trong chuỗi cung ứng thực phẩm (FSC) và trình bày mộtphân tích văn học về các ứng dụng blockchain có liên quan đã được tiến hành với cáctham số khác nhau Các quan sát trong khảo sát hiện tại cũng liên quan đến việc ápdụng công nghệ blockchain kết hợp với IoT trong các lĩnh vực khác

3 Các nghiên cứu về thuật toán phát hiện đối tượng trong AI

Trong bối cảnh các bài toán phát hiện trái cây, đã có một số nghiên cứu khám phá

việc sử dụng các phương pháp phát hiện đối tượng để xác định trái cây trong hình

ảnh Đối với việc phát hiện trái dâu tây, một trong những mạng thần kinh tích chập

đầu tiên được đề xuất cho các vấn đề phát hiện, R-CNN (Girshick et al., 2014), được

10

áp dụng trong Habaragamuwa et al (2018) dé phát hiện trái dâu tây chín và chưa chintrong hình ảnh của cây trồng trong nhà kính [2] Trong Lamb and Chuah (2018), một

mạng rất phô biến khác để phát hiện đã được sử dụng, mang SSD (Liu et al., 2016)

[4], cho ứng dụng trong phần cứng năng lượng thấp, các tác giả đã chứng minh rằng

vol cùng một kiến trúc cơ sở VGG-16, SSD thuận lợi hon so với các đối tác phát hiện đối tượng hiện đại của nó về cả độ chính xác và tốc độ Mô hình SSD512 vượt trội

hơn đáng kế so với R-CNN nhanh hơn hiện đại về độ chính xác trên tập PASCALVOC và COCO gấp 3 lần Trong Sa et al (2016) [10] mạng Faster R-CNN (Ren etal., 2015) được sử dụng, là phiên bản cải tiến của mạng R-CNN, dé thực hiện pháthiện các loại trái cây khác nhau (dưa đá, dâu tây, táo, bơ, xoài và cam) bằng cách sửdụng hình ảnh RGB, NIR cũng như kết hợp các loại hình ảnh Trong tài liệu thamkhảo [6], nghiên cứu được đề xuất điều chỉnh kiến trúc YOLOv3-tiny để phát hiệncác vật thé nhỏ Nó cho thay tinh kha thi của việc trién khai mô hình tùy chỉnh trênphần cứng nhúng và tiết kiệm năng lượng mà không ảnh hưởng đến độ chính xác pháthiện trung bình, kiến trúc YOLOv3-tiny đã được sửa đổi và điều chỉnh để tăng độchính xác của nó khi phát hiện các đối tượng nhỏ và phan lớn bị che

Trong tài liệu tham khảo [7], các tác giả đã đề xuất một phương pháp phân đoạn

dâu tây bằng cách sử dụng các kỹ thuật học sâu, đây là phiên bản đơn giản hóa củamang Mask R-CNN Nó được thiết lập để giảm chi phí tính toán trong giai đoạn suyluận mà không làm mat độ chính xác trong việc phát hiện, phương pháp tốt nhất sẽđược tích hợp vào các hệ thống hái dâu tây tự động Trong tài liệu tham khảo [1], đềxuất trình bày một cách tiếp cận dựa trên phương pháp học sâu Adaptive Training

Sample Selection (ATSS) được áp dụng cho hình ảnh RGB trên mặt đất tầm gần và chi phí thấp và được đánh giá với các phương pháp phát hiện đối tượng khác như

RetinaNet, Libra Regions với Mạng nơ-ron tích chập (R-CNN), Cascade R-CNN,

Faster R-CNN, Feature Selective Anchor-Free (FSAF) va High-Resolution Network

(HRNet) Két qua cua ho cho thay phương pháp dựa trên ATSS vượt trội hơn một

chút so với tất cả các phương pháp học sâu khác từ 2,4% đến 0,3%.

11

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYÉT

1 Giới thiệu về công nghệ Blockchain

1.1 Blockchain là gì?

Công nghệ Blockchain đã trở thành một trong những đề tài nỗi bật và hứa hẹn

của thế giới công nghệ trong những năm gần đây Blockchain là một hệ thống phân tán và công khai, được sử dụng dé ghi lại và xác minh các giao dịch một cách

an toàn và đáng tin cậy Đặc điểm quan trọng của Blockchain là tính không thểthay đổi dữ liệu đã được ghi lại, đảm bảo tính toàn vẹn và bao mật

Tại cơ bản, Blockchain là một chuỗi các khối dữ liệu (blocks) được kết nối vớinhau bằng cách sử dụng mã hóa mạnh mẽ Mỗi khối chứa thông tin về các giaodịch và một "vân tay" số học duy nhất, gọi là hash, để đảm bảo tính xác thực Khimột khối mới được thêm vào chuỗi, nó sẽ được kiểm tra và xác minh bởi mộtmạng lưới các người dùng (nền tảng peer-to-peer) Điều này dam bảo rang không

có bất kỳ giao dịch giả mạo nào có thê xảy ra

Công nghệ Blockchain có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Ví dụ, trong lĩnh vực tài chính, Blockchain có thé cung cấp một hệ thống thanhtoán an toàn và minh bạch, giảm thiêu sự phụ thuộc vào bên trung gian và tăngcường tính khả thi của việc chuyên tiền Trong lĩnh vực giao dịch bất động sản,Blockchain có thé giúp đơn giản hóa quy trình và giảm thiêu rủi ro liên quan đến

sở hữu và giao dịch tài sản.

Blockchain cũng có thê cung cấp sự đáng tin cậy và minh bạch cho việc quản

lý chuỗi cung ứng, theo dõi nguồn gốc và lịch sử của các sản phẩm từ nguồn gốc

đến tay người tiêu dùng Ngoài ra, công nghệ Blockchain có thé áp dung tronglĩnh vực chính trị, y tế, giáo dục và nhiều lĩnh vực khác

1.2 Lịch sử phát triển

Công nghệ Blockchain có nguôn gôc từ việc phát triên của tiên điện tử và sự

ra đời của Bitcoin vào năm 2009 Bitcoin là một loại tiên điện tử được tạo ra bởi

một cá nhân hoặc một nhóm người dùng có bí danh là Satoshi Nakamoto Ý tưởng

12

chính của Nakamoto là tạo ra một hệ thống thanh toán trực tuyến không cần phụ

thuộc vào bên trung gian truyền thống như ngân hàng Một phần quan trọng của

hệ thống Bitcoin là công nghệ blockchain Ban đầu, Blockchain được sử dụng dé

ghi lại va xác minh các giao dich của Bitcoin Blockchain cua Bitcoin được thiét

kế dựa trên một mô hình phân tán, trong đó các khối giao dịch được kết nối vớinhau theo thứ tự thời gian và xác minh bằng cách sử dụng quy trình mã hóa và

chứng thực.

Sau thành công ban đầu của Bitcoin, công nghệ Blockchain đã thu hút sự quantâm và phát triển trong các lĩnh vực khác nhau Những công trình nghiên cứu tiếp

theo đã tạo ra các phiên ban nâng cao của Blockchain, bao gồm Ethereum, Ripple,

Litecoin và nhiều loại tiền điện tử khác Mỗi phiên ban blockchain có những đặc

điểm và mục tiêu riêng, nhưng ý tưởng cơ bản về việc xây dựng một hệ thốngphân tán và an toàn vẫn được duy trì Công nghệ blockchain đã điều chỉnh cáchchúng ta tương tác với tiền tệ, giao dịch tài sản và quản lý thông tin

Ngày nay, không chỉ các loại tiền điện tử mà cả các công ty công nghệ, tổ chức

tài chính và ngành công nghiệp khác đang nghiên cứu và triển khai các ứng dụng

blockchain Các dự án và nền tảng Blockchain đã xuất hiện trong lĩnh vực tàichính, chuỗi cung ứng, quản lý tài sản, bầu cử, y tế và nhiều lĩnh vực khác, mang

lại tiềm năng cải thiện tính minh bạch, an toàn và hiệu quả trong các quy trình

kinh doanh.

1.3 Cấu trúc của Blockchain

Hiểu một cách đơn giản Blockchain là một công nghệ cập nhật các thông tin

vào số cái, cho phép truyền tải dir liệu thông qua một hệ thống mã hóa bảo mật

cực kì an toàn Cấu trúc của công nghệ Blockchain về bản chất là một chuỗi khốiliên kết Bạn có thé hiểu nó như một dạng danh sách có thể truy xuất từ khối cuối

đên khôi đâu tiên Cụ thê gôm:

- _ Dữ liệu: data trong mỗi lưới khối chứa trong Blockchain

13

- _ Mã băm: được coi là duy nhất, dung dé nhận diện các dữ liệu và khối lưới trong

đó Bạn có thé hiểu nôm na tương tự như một dấu vân tay Do đó mã băm sẽ

thay đổi khi có sự đôi thay trong khối

- _ Mã băm đối chiếu: Đây là loại mã tạo thành chuỗi thống nhất Ví dụ như khối

1 bạn được coi là khối khởi điểm, từ đây các khối 2,3 dén n sẽ thống nhất 1

dạng thông tin Khi bạn thay đôi khối khởi điểm, các khối liền kề sau sẽ không

còn phù hợp.

Block Header Block Header Block Header

Hash of previous NY Hash of previous NY Hash of previous

Block Header | Block Header Block Header

AA |

Block | Block Block

Transactions | Transactions Transactions

Hình 3.1 Cau trúc của Blockchain

Với lỗi thiết kế này, blockchain là một loại mã hóa tuyệt đối bảo mat và antoàn, hạn chế tối đa việc bị xâm nhập hay thay đổi dữ liệu của các hacker Do đó,một khi các data được ghi vào công nghệ Blockchain sẽ không bị thay đôi [11]

1.4 Cách thức hoạt động của Blockchain

Nhiều người dùng vẫn luôn thắc mắc cách hoạt động của Blockchain như thế

nào mà có thê tạo ra được tính bảo mật rất cao Phần lớn Blockchain phân thành

4 cấp hoạt động:

e_ Nguyên lý mã hóa: Với các van đề đã đề cập bên trên và cách thức hoạt động

của Blockchain, bạn sẽ thấy Blockchain được duy trì dựa trên hệ thống hàngngang có mối liên kết chặt chẽ với nhau Vì thế nó sẽ tạo ra một điểm khác

biệt như là:

- Bạn có thê xem được toàn bộ các giao dịch, trao đôi của người dùng.

14

- _ Giao dich không cần có sự can thiệp của bên thứ 3 xử lý.

- Cong nghệ lưỡi khối được mã hóa qua các hàm toán học đặc biệt

Ngoài ra đề thực hiện giao dịch trên Blockchain càn có sự trao đổi thông qua víđiện tử Tất cả sẽ được bảo mật băng các phương pháp mã hóa đặc biệt nhờ khóariêng tư và khóa công khai Có nghĩa là khi ban mã hóa bang khóa Public thi chủ sởhữu Private mới là người giải mã được các nội dung và dữ liệu gửi đến Còn khi bạn

sử dụng mã riêng tư thì bạn cần tạo nên một ký tự đặc biệt như chữ ký điện tử Từ

đó các mạng Blockchain mới có thể kiểm soát và tiến hành kiểm tra chủ thé đề xác

định giao dịch [12]

e Quy tắc cuốn số cái: Mỗi nút trên hệ thống mạng lưới đều lưu trữ một bản

sao của cuốn sô kế toán Vì vậy thông qua các nút bạn sẽ nắm được số du tài

khoản của mình Cách thức hoạt động của Blockchain là chỉ lưu trữ lại các

giao dich của bạn mà không hề can thiệp theo dõi số du là bao nhiêu Bêncạnh đó nếu muốn biết số dư trên ví điện tử của mình, người dùng phải xácnhận và kiểm tra lại các giao dịch trên ví điện tử dựa trên liên kết giao dịch

trước đó Dựa vào đó các nút liên kết sẽ xác minh chỉ tiết số tiền trong khi

giao dịch của bạn Tuy nhiên với cách thức hoạt động của Blockchain, bạn

cần lưu ý bảo vệ mật khâu và khóa riêng tư thật sự an toàn [12]

e Nguyên ly tạo khối: Sau khi phát sinh giao dịch trên mạng lưới Blockchain,

nhờ vào cách thức hoạt động của Blockchain, chúng sẽ được gom vào một

nhóm các khối trong cùng 1 block vào 1 thời điểm đồng nhất Mỗi một nút

sẽ trở thành một khối và báo về hệ thống như một hàm ý dé tạo các khối liênkết tiếp theo Khi được cập nhật vào Blockchain, mỗi khối sẽ tích hợp lại Iđoạn mật mã cho một hàm toán phức tạp Để giải được bài toán này, bạn sẽphải lựa chọn xác suất giữa các con số ngẫu nhiên Quy trình trong hệ thống

mà 1 chuỗi sẽ được tạo ra trong khoảng thời gian là 10 phút Nút nảo giải

được bai toán sẽ gắn tiếp quyên với khối tiếp theo vào chuỗi và được gửi đếntoàn bộ mạng lưới Với cách thức hoạt động của Blockchain như thế nảy sẽ

15

có ít kha năng các khối được xây dựng cùng nhau Vì vậy sẽ không thé xuất hiện trường hợp các khối đồng loạt giải quyết 1 lúc và tạo ra các khối nối đuôi khác nhau Do đó bạn hoàn toàn yên tâm bởi sự đồng thuận giữa toàn

bộ chuỗi các khối [12]

Cơ chế đồng thuận PoA (Proof of Authority) bang chứng uỷ quyền, dé cao giá trị của danh tính & danh tiếng của những người tham gia, chứ không dựa trên giá trị token mà họ đang sở hữu So với PoW (Proof of Work) cần phải qua hầu hết tất cả các node có trên mạng lưới quá cồng kénh và khả năng mở rộng kém, dẫn đến

tốc độ giao dịch rất chậm hay PoS (Proof of Stake) dựa trên việc đặt cược hoặc giữ

một số lượng tiền điện tử dé có quyền đóng góp vào mang đã cải thiện hiệu suất và

tốc độ giao dịch nhưng vẫn xử lý khá chậm, vấn đề mở rộng chưa giải quyết được

Proof of Authority ra đời được công nhận là phiên bản cải tiến của PoS PoA không

chỉ vượt trội hơn PoW về tốc độ xử lý giao dịch mà còn giải quyết triệt để vấn đề

mở rộng.

Hình 3.2 So sánh các cơ chế dong thuậnProof of Authority có số lượng validator (trình xác thực) giới hạn, vì vậy thuật

toán này giúp cho các blockchain có khả năng mở rộng cao hon Các block và giao

dịch được kiểm duyệt bởi các validator đáng tin cậy hơn vì PoA sở hữu các node

16

có danh tính đã được xác thực Những điều kiện và quyền hạn cho mỗi validator làgiống nhau Có nghĩa là họ có cơ hội tao block mới và nhận số phần thưởng tương

tự nhau Chính vì vậy, PoA sẽ sử dụng ít năng lượng hơn các thuật toán đồng

thuận khác [8]

Hình 3.3 Cách hoạt động cua Proof of Authority (PoA)

1.5 Tính chất và ứng dụng của Blockchain

Blockchain được sử dụng như một công cụ ghi chép tất cả các giao dịch xảy

ra trong hệ thống Vì vậy, những tính chất quan trọng của blockchain bao gồm:

e Tính phi tập trung (Decentralized): Blockchain là một hệ thống phi tập

trung, hoạt động độc lập bằng các thuật toán máy tính, và không bị kiểmsoát bởi bat kỳ tổ chức nào Do đó, blockchain loại bỏ hoàn toàn rủi ro từ

bên thứ ba trong quá trình xử lý giao dịch

e Tính phân tan (Distributed): Dữ liệu trên Blockchain được phân tán và lưu

trữ trên nhiều nơi khác nhau, do đó, nếu một nơi bị mat hoặc hong, dir liệu

van được bao tôn trên các nơi khác trên Blockchain.

17

e Không thé thay đổi: Dữ liệu được lưu trữ trong các khối của Blockchain

không thé bị thay đôi hay chỉnh sửa sau khi đã được ghi vào Điều nay được

đảm bảo bởi thuật toán đồng thuận và mã hash, là hai đặc tính quan trọng

của Blockchain.

e Tính bảo mật: Chỉ có người nam giữ Private Key mới có thê truy cập các

dữ liệu bên trong Blockchain.

e Tính minh bach: Các giao dịch trong blockchain được lưu lại và mọi người

có thé check các giao dịch này Dựa vào đó, ta có thé kiểm tra và truy xuấtlịch sử giao dich Thậm chí người ta có thé phân quyền dé cho phép ngườikhác truy cập một phần thông tin trên Blockchain

e Tích hợp Smart contract: Dựa vào đó các điều khoản được ghi trong hợp

đồng thông minh sẽ được thực thi khi các điều kiện trước đó được thỏa

mãn, không ai có thê ngăn cản hoặc hủy nó.

Tính bảo mật và phi tập trung đã khiến blockchain phù hợp đề thực hiện cácbản ghi dir liệu sự kiện, hồ sơ y tế, quan lý hộ tịch, quản lý giao dịch, truy xuất

nguồn gốc thực pham, hay trong các cuộc bau cử bỏ phiếu, dưới đây sẽ là những

lĩnh vực có thé ứng dung:

e Dịch vụ tài chính, ngân hang: Công nghệ Blockchain có thé giải quyết một

trong những thách thức lớn nhất của lĩnh vực tài chính - ngân hàng, đó là

bảo mật thông tin và đảm bảo tính trung thực của các bên trung gian Sự

ứng dụng của Blockcham trong lĩnh vực nay đem lại sự hiệu quả và giải

quyết van đề một cách nhanh chóng.

e Y tế, chăm sóc sức khỏe: Hiện nay rất nhiều nước trên thé giới, trong đó

có Việt Nam đang thúc đây quá trình số hóa lĩnh vực y tế và chăm sóc sức

khỏe Trong đó ứng dụng công nghệ Blockchain được sử dụng rộng rãi

nhờ các tính năng đột phá so với các công nghệ truyền thống

e Logistics, chuỗi cung ứng: Công nghệ Blockchain cho phép ghi lại toàn bộ

vòng đời san phâm, bao gôm moi bước trong chuỗi cung ứng Điêu nay

18

giúp tăng hiệu quả cho quá trình trao đổi thông tin giữa các bên liên quan,

bao gồm theo dõi đơn đặt hàng, lưu trữ thông tin các biên lai, hoá đơn và

chứng từ, cũng như truy xuất nguồn gốc của sản phẩm

e Nông nghiệp: Trong lĩnh vực sản phẩm nông nghiệp, một trong những

thách thức lớn nhất là khó khăn trong việc truy xuất nguồn gốc đề nâng cao

lòng tin và sự trung thực của người tiêu dùng Tuy nhiên, sử dụng công

nghệ Blockchain và hệ thống số cái phân tán, các bên liên quan có thê lưutrữ thông tin giao dịch của sản phẩm từ nơi sản xuất, cơ sở chế biến, mạnglưới phân phối cho đến cửa hàng bán lẻ và cuối cùng là người tiêu dùng.Điều này giúp tăng cường tính minh bạch và đáng tin cậy trong chuỗi cungứng sản phẩm nông nghiệp

e Lĩnh vực giáo dục: Việc sử dụng công nghệ Blockchain trong giao dục có

thể giúp giảm thiêu các hành vi gian lận trong quá trình học tập, xin việclàm và tìm kiếm học bổng Ngoài ra, công nghệ này còn giúp tăng tínhminh bạch và đáng tin cậy trong việc xác minh thông tin về học vấn và kinhnghiệm làm việc của các cá nhân Tính năng đồng bộ thông minh của côngnghệ Blockchain cũng giúp tự động hóa việc thực hiện các điều khoản về

nội quy đào tạo, từ đó hỗ trợ xử lý các trường hợp vi phạm và nâng cao quy

trình giảng dạy Bên cạnh đó, Blockchain cũng cung cấp cơ chế cho phảnhồi từ người học, giúp cải thiện chất lượng đào tạo và tăng tính tương tác

giữa giảng viên và sinh viên.

e Lĩnh vực bán lẻ: việc sử dụng công nghệ blockchain trong quản lý chuỗi

cung ứng và quản lý sản phẩm giúp tăng tính chính xác và đơn giản hóaquy trình phân phối, kiểm soát thông tin và số lượng hàng hóa, cũng nhưquản lý các báo cáo tài chính và hợp đồng quan trọng Các thông tin này

được lưu trữ trên blockchain, giúp tăng tính minh bạch và đáng tin cậy

trong toàn bộ quá trình quản lý sản phẩm [12]

1.6 Giới thiệu về Smart Contract

19

Smart Contract hay hợp đồng thông minh, là một giao thức giao dịch được xây

dựng trên nền tảng công nghệ Blockchain Mục đích của hợp đồng thông minh là tự

động hóa quá trình thực hiện các điều khoản của hợp đồng giữa các bên mà khôngcần thông qua bên trung gian Hợp đồng thông minh sẽ tự động thực hiện các hànhđộng pháp lý được ghi nhớ vào Blockchain, giúp cho việc truy xuất và xác thực

thông tin trở nên dễ dàng hơn.

Smart Contract được dùng để tự động hóa việc thực hiện một thỏa thuận Đồngthời nó cũng được sử dụng để kích hoạt các hành động tiếp theo khi điều kiện đượcđáp ứng Các điều khoản trên hợp đồng thông minh tương đương với một hợp đồng

pháp lý sử dụng ngôn ngữ máy tinh.[5]

Hiểu một cách đơn giản, Smart Contract hoạt động tương tự như máy bán nước

tự động Khi bạn bỏ tiền vào và lựa chọn đồ uống, nó sẽ tự động đưa cho bạn món

bạn cần Hay nếu món đó đã hết, máy có thể báo bạn thay đổi lựa chọn hoặc nhậnlại tiền Có thé thấy việc mua hang từ máy bán nước này hoàn toàn tự động màkhông cần đến sự can thiệp của bên thứ ba

Hình 3.4 Cách thức hoạt động của Smart Contract

Smart Contract cũng vậy, nó giúp việc thực thi một hợp đồng diễn ra tự động

Dé viết một hợp đồng thông minh có thé sử dụng nhiều loại ngôn ngữ lập trình.Chăng hạn như Solidity, Web Assembly hay Michelson

20

Dựa trên những câu lệnh “if/ when then ” và được mã hóa trên Blockchain,

Smart Contract sẽ thực hiện các hành động khi đáp ứng đủ các điều kiện cho trước.

Đó có thê là hành động gửi thông báo, đăng ký phương tiện, thanh toán tiền Sau

cùng, nó sẽ cập nhật dữ liệu về việc giao dịch đã hoàn tat.

Khi thực hiện Smart Contract, các bên sẽ không thê tự ý thay đổi giao dịch Đồngthời chỉ những bên được cấp quyền mới có thé xem được kết quả Vì vậy, nhữngđiều khoản phải được cân nhắc kỹ càng và tính đến tất cả các ngoại lệ và tranh chấp

có thể xảy ra [5]

Giới thiệu các thuật toán hoc sâu

2.1 Tong quan về phát hiện đối tượng (Object Detection)

Một trong những lĩnh vực quan trọng cua Trí tuệ nhân tạo (Artificial

Intelligence) là thị giác máy (Computer Vision) Computer Vision là một lĩnh vực

bao gồm các phương pháp thu nhận, xử lý ảnh kỹ thuật số, phân tích và nhận dạngcác hình ảnh, phát hiện các đối tượng, tạo ảnh, siêu phân giải hình ảnh và nhiều hơnvậy Object Detection có lẽ là khía cạnh sâu sắc nhất của thị giác máy do số lần sử

dụng trong thực tế

Object Detection đề cập đến khả năng của hệ thống máy tính và phần mềm đểđịnh vị các đối tượng trong một hình ảnh và xác định từng đối tượng ObjectDetection đã được sử dụng rộng rãi để phát hiện khuôn mặt, phát hiện xe, đếm sốngười đi bộ, hệ thống bảo mật và xe không người lái Có nhiều cách dé nhận diệnđối tượng có thể được sử dụng cũng như trong nhiều lĩnh vực thực hành Các thuậttoán phát hiện đối tượng có thé được chia thành hai loại chính:

e Phat hiện một giai đoạn (Single-shot object detection) sử dụng một lần truyền

hình ảnh đầu vào đề đưa ra dự đoán về sự hiện diện và vị trí của các đối tượngtrong ảnh Nó xử lý toàn bộ hình ảnh trong một lần chạy, khiến chúng trởnên hiệu quả về mặt tính toán

e Phát hiện hai giai đoạn (Two-shot object detection) sử dụng hai lần truyền

hình ảnh đâu vào đê đưa ra dự đoán về sự hiện diện va vi trí của đôi tượng.

21

Lượt đầu tiên được sử dụng dé tạo một tập hợp các đề xuất hoặc vị trí tiềm

năng của đối tượng Lượt thứ hai được sử dụng để tinh chỉnh các đề xuất này

và đưa ra dự đoán cuối cùng Cách tiếp cận này chính xác hơn Single-shotobject detection nhưng cũng tốn kém hơn về mặt tính toán

Việc áp dụng đột phá và nhanh chóng của deep learning vào năm 2012 đã đưa

vào sự tôn tại các thuật toán và phương pháp phát hiện đối tượng hiện đại và chính

xác cao như R-CNN, Fast-RCNN, Faster-RCNN, RetinaNet và nhanh hơn nhưng

rất chính xác như SSD và YOLO Sử dụng các phương pháp và thuật toán này, dựatrên deep learning và cũng dựa trên việc học máy đòi hỏi rất nhiều kiến thức về toán

học và việc học sâu.

2.2 Giới thiệu thuật toán YOLO

YOLO (You Only Look Once) là một mô hình mang CNN cho việc phát hiện,

nhận dạng, phân loại đối tượng YOLO được tạo ra từ việc kết hợp giữa các

convolutional layers va connected layers Trong đó các convolutional layers sẽ trích

xuất ra các feature của ảnh, còn full-connected layers sẽ dự đoán ra xác suất đó và

tọa độ của đối tượng YOLO là thuật toán object detection nên mục tiêu của mô hình

không chỉ là dự báo nhãn cho vật thé như các bài toán classification mà nó còn xácđịnh location của vật thé Do đó YOLO có thé phát hiện được nhiều vật thé có nhãnkhác nhau trong một bức ảnh thay vì chỉ phân loại duy nhất một nhãn cho một bức

YOLO xây dựng một mang CNN dé dự đoán các tensor kích thước (7,7,30).

Mạng CNN này có tác dụng làm giảm kích thước không gian mỗi vị trí thành7x7 với 1024 một kênh đầu ra Hình 1 minh họa kiến trúc một mạng YOLO

Kiến trúc mạng CNN trong YOLO có 24 lớp tích chập kết hợp với các lớp max

pooling và 2 lớp fully connected Lần lượt mỗi lớp tích chập sẽ giảm kích thước không gian đặc trưng từ lớp trước đó Một mạng CNN trong một hệ thống YOLO

không nhất thiết phải đầy đủ 24 lớp mà tùy từng đối tượng có thê điều chỉnh giảm

số lớp cho phù hợp vi số lớp càng ít, tốc độ YOLO càng nhanh

Scaled YOLOv4 DAMO YOLO

Hình 3.6 Các phiên bản phát hành của YOLO

2.3 Cách hoạt động của thuật toán YOLO

Đầu vào của mô hình là một ảnh, mô hình sẽ nhận dạng ảnh đó có đối tượng nào

hay không, sau đó sẽ xác định tọa độ của đối tượng trong bức ảnh YOLO dé xuất

sử dụng mạng thần kinh đầu cuối dé đưa ra dự đoán về các hộp giới hạn (bounding

box) và xác suất của đối tượng cùng một lúc Nó khác với cách tiếp cận của các

thuật toán phát hiện đối tượng trước đó, vốn sử dụng lại các trình phân loại để thực

hiện phát hiện.

Y tưởng chính cua YOLO là chia ảnh thành một lưới các 6 (grid cell) với kích

thước SxS (mặc định là 7x7) Với mỗi grid cell, mô hình sẽ đưa ra dự đoán cho B

23

bounding box Ứng với mỗi box trong B bounding box này sẽ là 5 tham số x, y, w,

h, confidence, lần lượt là tọa độ tâm (x, y), chiéu rong, chiều cao va độ tự tin của dựđoán Với grid cell trong lưới SxS kia, mô hình cũng dự đoán xác suất rơi vào mỗiclass Nếu tâm của một đối tượng rơi vào một ô lưới thì ô lưới đó có nhiệm vụ phát

hiện đối tượng đó Mỗi ô lưới dự đoán các hộp giới hạn B và điểm tin cậy cho các hộp đó Các điểm tin cậy này phản ánh mức độ tin cậy của mô hình rằng hộp chứa

một đôi tượng và mức độ chính xác mà mô hình cho răng hộp được dự đoán.

YOLO dự đoán nhiều hộp giới hạn trên mỗi ô lưới Tại thời điểm đảo tạo, ta chỉmuốn một bộ dự đoán hộp giới hạn thể hiện cho từng đối tượng YOLO chỉ định bộ

dự đoán dua trên chỉ số JOU hiện tại cao nhất với thực tế Điều này dẫn đến sựchuyên môn hóa giữa các bộ dự đoán hộp giới hạn Mỗi công cụ dự đoán trở nên tốthơn trong việc dự báo các kích thước, tỷ lệ khung hình hoặc loại đối tượng nhấtđịnh, cải thiện tông thé recall score

YOLO dự đoán nhiều hộp giới hạn trên mỗi ô lưới Tại thời điểm dao tạo, ta chỉmuốn một bộ dự đoán hộp giới hạn thể hiện cho từng đối tượng IOU

(INTERSECTION OVER UNION) là ham đánh giá độ chính xác cua object

detector trên tập dữ liệu cụ thé, YOLO chỉ định bộ dự đoán dựa trên chỉ số IOU hiệntại cao nhất với thực tế Điều này dẫn đến sự chuyên môn hóa giữa các bộ dự đoánhộp giới hạn Chỉ số IOU được tính bằng công thức:

Trong đó Area of Overlap là diện tích phần giao nhau giữa predicted bounding

box với grouth-truth bouding box , còn Area of Union là điện tích phần hợp giữa

predicted bounding box với grouth-truth bounding box Những bounding box được

đánh nhãn bằng tay trong tập traing set và test set Nếu IOU > 0.5 thì prediction

được đánh giá là tốt.

2.4 Các phiên bản của YOLO

e YOLO v5

YOLO v5 được giới thiệu vào năm 2020 bởi cùng một nhóm đã phát triển thuật

toán YOLO ban đầu dưới dạng một dự án mã nguồn mở và được duy trì bởi

Ultralytics YOLO v5 được xây dựng dựa trên sự thành công của các phiên bản

trước và bé sung một số tính năng và cải tiền mới

Không giống như YOLO, YOLO v5 sử dụng một kiến trúc phức tạp hơn gọi làEfficientDet (kiến trúc hiển thị bên dưới), dựa trên kiến trúc mạng EfficientNet.Việc sử dụng một kiến trúc phức tạp hơn trong YOLO v5 cho phép nó đạt được độchính xác cao hơn và khả năng khái quát hóa tốt hơn cho nhiều loại đối tượng hơn

25

tạo trên tập dữ liệu lớn hơn và đa dạng hơn có tên là D5, bao gồm tổng cộng 600danh mục đối tượng.

e YOLO v7

YOLO v7 là phiên ban gan đây nhất của YOLO, có một số cải tiến so với cácphiên bản trước Một trong những cải tiến chính là việc sử dụng các anchor box

Các anchor box là một tập hợp các hộp được xác định trước với các tỷ lệ khung hình

khác nhau được sử dụng dé phat hién cac đối tượng có hình dạng khác nhau YOLO

v7 sử dụng chin anchor box, cho phép YOLO phát hiện phạm vi hình dạng và kích

thước đối tượng rộng hơn so với các phiên bản trước, do đó giúp giảm số lượng xác

định sai.

Một cải tiến quan trọng trong YOLO v7 là việc sử dụng một loss function mới

gọi là “focal loss” Các phiên bản trước của YOLO đã sử dụng cross-entropy loss

function tiêu chuẩn, được biết là kém hiệu quả hơn trong việc phát hiện các đốitượng nhỏ Focal loss giải quyết van dé này bang cách giảm trọng số mat mát cho

các ví dụ được phân loại tốt và tập trung vào các ví dụ khó——các đối tượng khó phát

hiện.

YOLO v7 cũng có độ phân giải cao hơn so với các phiên bản trước Nó xử ly

hình ảnh ở độ phân giải 608 x 608 pixel, cao hơn độ phân giải 416 x 416 được sử

dụng trong YOLO v3 Độ phân giải cao hơn này cho phép YOLO v7 phát hiện các

đối tượng nhỏ hơn và có độ chính xác tổng thể cao hơn.

26