Báo cáo: Tìm hiểu mạng nơ-tron ứng dụng trong nhận dạng chữ viết

Báo cáo: Tìm hiểu mạng nơ-tron ứng dụng trong nhận dạng chữ viết có nội dung tìm hiểu về mạng nơ tron, xem xét và nghiên cứu cấu trúc của mạng nơ-tron, giới thiệu về phương pháp huấn luyện mạng nơ-tron và cuối cùng là tìm hiểu về ký tự nhận dạng ký tự viết tay - một trong những ứng dụng phổ biến của mạng nơ-tron.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo: Tìm hiểu mạng nơ-tron ứng dụng trong nhận dạng chữ viếtĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNHBỘ MÔN MÁY HỌC NÂNG CAOBÁO CÁO TÌM HIỂU ĐỀ TÀI :Nhóm sinh viên thực hiện : Nguyễn Thế Luân Nguyễn Anh Hùng Nguyễn Huỳnh Trường Khang 08520216 08520549 08520172HỌC KÌ I NĂM HỌC 2011-2012 ____________________________1Việc viết chữ trên giấy là một hành động bình thường đối với mỗi người chúng ta, và mỗi một người đều sở hữu một nét chữ khác nhau, không ai giống ai. Những chữ viết tay của một người thường khiến người khác khó khăn khi đọc chúng, vì chúng không theo một khuôn dạng rõ ràng và khác nhau giữa người này với người khác. Cũng có trường hợp đôi khi chính người viết cũng không đọc được chữ của mình. Vì vậy, nếu ngay cả con người chúng ta không đọc được những chữ viết đó thì liệu máy tính có đọc được không?Từ đây, một câu hỏi được đặt ra là : có cách nào để máy tính của chúng ta có thể “giải mã” những chữ viết tay của một người nào đó và giúp cho mọi người hiểu được ý nghĩa mà chúng hiển thị. Việc phân tích những chữ viết tay của máy tính nhằm tìm ra lời giải cho vấn đề thú vị này là một trong những tiền đề của kỹ thuật nhận dạng chữ viết tay hiện nay. Nhận dạng chữ viết tay là một lĩnh vực nghiên cứu sôi nổi và là một phần quan trọng và thú vị trong các ứng dụng khoa học máy tính hiện nay. Nhận dạng chữ viết ngày càng trở nên quan trọng vì rất nhiều lý do, trong đó có việc bất tiện hoặc không thể sử dụng bàn phím máy tính để nhập liệu. Một tình huống đưa ra: chúng ta sở hữu một số lượng lớn đầu sách, tài liệu cổ lâu năm được viết bằng tay. Những quyển sách này đã bị hư hại do thời gian, do môi trường ảnh hưởng,… và là chữ viết tay của một người nào đó nên không thể hoặc cực kỳ khó đọc. Làm thể nào để máy tính đọc và ta có thể số hóa những trang này? Đây chỉ là một tình huống cụ thể mà ta có thể gặp trong thời đại thế giới số hiện nay. Ngoài ra, chúng ta có rất nhiều tình huống nan giải khác. Ngày nay, máy tính ngày càng được sử dụng một cách rộng rãi. Dựa trên kỹ thuật xử lý hình ảnh trên máy tính, công nghệ nhận dạng chữ viết tay có thể giúp ta giải quyết vấn đề này. Với chương trình nhận dạng chữ viết tay, ta có thể chuyển hàng ngàn đầu sách được viết bằng tay trên thành những văn bản điện tử trong thời gian ngắn.Ngoài ra,việc nhận dạng chữ viết của con người có ứng dụng trong khoa học hình sự, bảo mật thông tin và các lĩnh vực khác … Để giải quyết các bài toán nhận dạng, người ta đã đưa vào các cách tiếp cận khác nhau. Mỗi phương pháp tiếp cận trong những bài toán cụ thể đều có những ưu, nhược điểm riêng… và những phương pháp này có một tỉ lệ nhận biết thành công nhất định. Một trong những phương pháp cơ bản trong nhận dạng chữ viết được sử dụng rộng rãi hiện nay là sử dụng mô hình mạng nơ tron nhân tạo. Nội dung của báo cáo này sẽ đi vào tìm hiểu tổng quan về mạng nơ tron, xem xét và nghiên cứu cấu trúc các mạng nơ tron, giới thiệu về phương pháp huấn luyện mạng nơ tron và cuối cùng là tìm hiểu về vấn đề nhận dạng ký tự viết tay- một trong những ứng dụng phổ biến của mạng nơ tron.2I. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG NƠ TRON NHÂN TẠO1. Mạng nơ tron sinh học:Những nghiên cứu y học đã phát hiện ra rằng: Bộ não chúng ta được hình thành từ hơn 10 tỉ tế bào được gọi là nơ tron. Loại tế bào này khác các tế bào khác ở chỗ nó có khả năng nhận, xử lý và truyền các tín hiệu điện hóa trên các đường kết nối giữa các tế bào, các con đường này tạo nên hệ thống giao tiếp của bộ não. Từ đó, các nơ tron liên kết với nhau, tạo thành mạng nơ tron. Mạng nơ tron sinh học là một mạng (plexus) các nơ tron có kết nối hoặc có liên quan về mặt chức năng trực thuộc hệ thần kinh ngoại biên (peripheral nervous system) hay hệ thần kinh trung ương (central nervous system). Thông thường, một mạng nơ tron bao gồm một hoặc nhiều nhóm các nơ tron được kết nối vật lý với nhau hoặc có liên quan với nhau về chức năng. Một nơ tron đơn có thể được nối với nhiều nơ tron khác và tổng số nơ tron và kết nối trong một mạng có thể là một giá trị cực kỳ lớn. Các kết nối, gọi là các khớp thần kinh (synapses), thường nối từ các axon tới các tế bào tua gai thần kinh (dendrite), tuy có thể có các vi mạch dendrodentritic và các kết nối khác. Ngoài tín hiệu điện, còn có các dạng tín hiệu khác phát sinh từ việc khuyếch tán các chất dẫn truyền xung động thần kinh (neurotransmitter). Chúng có ảnh hưởng đối với tín hiệu điện. Do vậy, cũng như các mạng sinh học khác, mạng nơ tron vô cùng phức tạp. Trong khi hiện nay, dù chưa đạt được một mô tả chi tiết nào về hệ thần kinh , người ta vẫn ngày càng hiểu rõ hơn về các cơ chế cơ bản.Mạng nơ tron trong bộ não con người3Với mục đích xây dựng một mô hình có khả năng xử lý dữ liệu mạnh mẽ như não bộ của con người, dựa trên mô hình mạng nơ tron sinh học, ngày nay con người đã xây dựng và đề ra mô hình mạng nơ tron nhân tạo.2. Mạng nơ tron nhân tạo :Mạng nơ tron nhân tạo là ...