Danh Sách Các Frame Hình Được Chọn Huấn Luyện Từ 30 Video

TÊN VIDEO	TÊN LỚP	NGÀY	BUỔI	SĨ SỐ
13	M13	TĐC33	17-04-2018	Chiều	30
14	M14	TĐC33	17-04-2018	Chiều	30
15	M15	TĐC33	17-04-2018	Chiều	30
16	M16	TĐC33-3N	21-04-2018	Sáng	29
17	M17	TĐC33-3N	21-04-2018	Sáng	30
18	M18	TĐC33-3N	21-04-2018	Sáng	30
19	M19	TĐC34A	23-04-2018	Sáng	27
20	M20	TĐC34A	23-04-2018	Sáng	26
21	M21	TĐC34A	23-04-2018	Sáng	26
22	M22	TĐC34B	24-04-2018	Sáng	32
23	M23	TĐC34B	24-04-2018	Sáng	32
24	M24	TĐC34B	24-04-2018	Sáng	32
25	M25	TKT33-3N	03-04-2018	Chiều	32
26	M26	TKT33-3N	03-04-2018	Chiều	32
27	M27	TKT33-3N	03-04-2018	Chiều	32
28	M28	TKT34	04-04-2018	Sáng	32
29	M29	TKT34	04-04-2018	Sáng	32
30	M30	TKT34	04-04-2018	Sáng	31
31	M31	TNT33	04-05-2018	Chiều	17
32	M32	TNT33	04-05-2018	Chiều	17
33	M33	TNT33	04-05-2018	Chiều	17
34	M34	TBN33B	03-04-2018	Chiều	22
35	M35	TBN33B	03-04-2018	Chiều	22
36	M36	TBN33B	03-04-2018	Chiều	22

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 97 trang tài liệu này.

TÊN VIDEO	TÊN LỚP	NGÀY	BUỔI	SĨ SỐ
37	M37	TBN34A	02-01-2018	Sáng	28
38	M38	TBN34A	02-01-2018	Sáng	28
39	M39	TBN34A	02-01-2018	Sáng	25
40	M40	TNT34	05-09-2018	Sáng	21
41	M41	TNT34	05-09-2018	Sáng	22
42	M42	TNT34	05-09-2018	Sáng	22
43	M43	TTP34	05-09-2018	Sáng	23
44	M44	TTP34	05-09-2018	Sáng	23
45	M45	TTP34	05-09-2018	Sáng	23

Dữ liệu video được quay theo buổi học thực tế của trường: buổi sáng chiếm 60% và buổi chiều chiếm 40% trong tổng số video (bảng 4.2); thời gian quay kéo dài từ ngày 02/01/2018 đến ngày 05/09/2018; tổng số phòng được quay là 11 phòng (bảng 4.3), trong đó có 6/7 phòng ở tầng ba (tức là quay 6 phòng trên tổng số 7 phòng học của tầng ba); 4/7 phòng ở tầng bốn và 1/5 phòng ở tầng năm (bảng 4.4). Các phòng được quay phim đều là các phòng học lý thuyết. Một số phòng ở tầng ba thường ít ánh sáng chiếu vào do dãy phòng này bị dãy nhà kế bên trường che khuất, nhất là các phòng 301 và 401, các phòng khác cùng tầng thì bình thường. Vị trí các phòng bên trái và cuối dãy của mỗi tầng (các phòng 405 và 504) bị ánh sáng chiếu trực tiếp nên các lớp này và sẽ tạo bóng vùng đầu học sinh in trên vách hoặc lên bàn, sàn nhà gây khó khăn trong nhận dạng. Các phòng học khác của các tầng có ánh sáng rất tốt (bảng 4.5).

Bảng 4.2 Danh sách 45 video phân nhóm theo buổi

TT	BUỔI	SỐ VIDEO	TỶ LỆ
1	SÁNG	27	60%
2	CHIỀU	18	40%
TỔNG CỘNG:		45	100%

Bảng 4.3 Danh sách 45 video phân nhóm theo phòng

PHÒNG	SỐ VIDEO	TỶ LỆ
1	301	3	6,67%
2	302	3	6,67%
3	303	3	6,67%
4	304	6	13,33%
5	305	3	6,67%
6	307	6	13,33%
7	401	3	6,67%
8	402	6	13,33%
9	403	6	13,33%
10	405	3	6,67%
11	504	3	6,67%
TỔNG CỘNG:		45	100%

Bảng 4.4 Danh sách 45 video phân nhóm theo tầng

TẦNG	SỐ VIDEO	TỶ LỆ
1	BA (6/7 phòng)	24	53,33%
2	BỐN (4/7 phòng)	18	40,00%
3	NĂM (1/5 phòng)	3	6,67%
TỔNG CỘNG:		45	100%

Bảng 4.5 Danh sách 45 video phân nhóm theo độ sáng

ÁNH SÁNG	SỐ VIDEO	TỶ LỆ
1	THIẾU SÁNG	6	13,33%
2	DƯ SÁNG	12	26,67%
3	BÌNH THƯỜNG	27	60%
TỔNG CỘNG:		45	100%

Chúng tôi xây dựng dữ liệu huấn luyện bao gồm 1500 frame ảnh (hình 4.2) được trích xuất từ 30/45 video quay được của 15 lớp khác nhau (hình 4.1). Mỗi lớp học có số lượng học sinh từ 16 đến 32 em (trung bình 25 học sinh mỗi lớp học).

Dữ liệu thực nghiệm bao gồm 45 video (định dạng mp4) được quay từ 15 lớp, mỗi video dài trung bình 2,5 phút (trong khoảng thời gian lúc học sinh đang ngồi học). Các video được quay trong nhiều ngày khác nhau, tại nhiều phòng học và nhiều buổi học của Trường để có sự khác biệc về môi trường ánh sáng, vị trí phòng, giúp dữ liệu được đa dạng và phong phú hơn.

Toàn bộ dữ liệu được quay tại Trường Trung cấp Thủy sản, địa chỉ: số 511 An Dương Vương, Phường An Lạc A, Quận Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh.

Hình 4.1 Danh sách các video quay các lớp học

Hình 4.2 Danh sách các frame hình được chọn huấn luyện từ 30 video

Kết quả

Bằng cách dùng mô hình học sâu huấn luyện 1500 frame ảnh của các video (mỗi video chọn 50 frame ảnh trong khoảng thời gian của toàn bộ video được quay). Bộ 50 frame ảnh này được chọn ngẫu nhiên trong mỗi video được chọn huấn luyện. Sau khi có dữ liệu huấn luyện, đầu tiên chúng tôi dùng n frame ảnh xác định vùng đầu của từng học sinh trong lớp học; tiếp theo dùng YOLOv2 để phát hiện vùng đầu của từng học sinh trong lớp học; rồi áp dụng thuật toán theo vết chuyển động tương quan để theo vết chuyển động vùng đầu của học sinh; sau đó tính trung bình vị trí vùng đầu học sinh và cuối cùng chiếu tâm trung bình vị trí lên sơ đồ lớp để điểm danh và cho ra kết quả.

Qua thực nghiệm trên hệ thống với 45 video của các lớp, bài toán điểm danh học sinh cho kết quả trung bình như sau:

- Kết quả của giai đoạn phát hiện vùng đầu học sinh trong lớp học có độ chính xác là 98,41%.

- Kết quả của giai đoạn theo vết chuyển động vùng đầu của học sinh có độ chính xác là 99,27%.

- Độ chính xác của bài toán điểm danh học sinh là 98,84%.

4.3.1 Kết quả chi tiết

Dùng thuật toán đã phân tích ở chương 3 để huấn luyện, phát hiện và theo vết chuyển động bài toán điểm danh học sinh có thời gian trung bình thực hiện như sau:

- Bài toán phát hiện vùng đầu của học sinh trong các lớp học có thời gian thực hiện là 2,3 giây.

- Bài toán theo vết chuyển động có thời gian thực hiện là 0,5 giây.

- Bài toán tính tâm trung bình vùng đầu từng học sinh và bài toán chiếu tâm trung bình vùng đầu lên sơ đồ lớp để điểm danh cho kết qua rất nhanh (dưới 0,0001 giây).

Kết quả chi tiết của bài toán được phân loại theo các nhóm:

- Bài toán điểm danh học sinh phân nhóm theo buổi học có kết quả trong

bảng 4.6 và được thể hiện qua biểu đồ 4.1.

Bảng 4.6 Độ chính xác của bài toán điểm danh phân nhóm theo buổi

BUỔI	SỐ VIDEO	ĐỘ CHÍNH XÁC (%)
BUỔI	SỐ VIDEO	PHÁT HIỆN	THEO VẾT	ĐIỂM DANH
1	SÁNG	27	97,96	99,44	98,70
2	CHIỀU	18	99,07	99,02	99,05
TRUNG BÌNH			98,41	99,23	98,84

Biểu đồ 4.1 Độ chính xác bài toán điểm danh phân nhóm theo buổi

100

99.5

98.5

PHÁT HIỆN THEO VẾT

ĐIỂM DANH

97.5

SÁNG

CHIỀU

Đồ thị trên cho thấy kết quả điểm danh buổi chiều ổn định và cho kết quả tốt hơn so với buổi sáng. Lý do là buổi chiều có ánh sáng ổn định hơn so với buổi sáng.

Buổi sáng

Buổi chiều

- Bài toán điểm danh học sinh phân nhóm theo phòng có kết quả trong bảng

4.7 và được thể hiện qua biểu đồ 4.2.

Bảng 4.7 Độ chính xác của bài toán điểm danh học sinh theo phòng

PHÒNG	SỐ VIDEO	ĐỘ CHÍNH XÁC (%)
PHÒNG	SỐ VIDEO	PHÁT HIỆN	THEO VẾT	ĐIỂM DANH
1	301	3	94,44	100	97,22
2	302	3	100	100	100
3	303	3	100	94,11	97,06
4	304	6	100	97,50	98,75
5	305	3	100	100	100
6	307	6	100	100	100
7	401	3	96	100	98
8	402	6	100	100	100
9	403	6	100	100	100
10	405	3	88,88	100	94,44
11	504	3	96,77	100	98,39
TRUNG BÌNH			98,41	99,27	98,84

Các phòng học

Xem toàn bộ nội dung bài viết ᛨ