ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ
----------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên bằng
nhận diện khuôn mặt
Tên sinh viên : Lê Trung Kiên
Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Trung Tuấn
Hà Nội, 5/2025
2025.2 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LÊ TRUNG KIÊN 11212929
ĐẠI HỌC KINH TẾ QUỐC DÂN
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ
----------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Xây dựng hệ thống điểm danh sinh viên bằng
nhận diện khuôn mặt
Tên sinh viên : Lê Trung Kiên
Mã sinh viên : 11212929
Lớp : Công nghệ thông tin 63B
Khoa : Công nghệ thông tin
Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Trung Tuấn
(Chữ ký GVHD)
Hà Nội, 5/2025
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................iv
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................vi
DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ ..................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... x
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ......................................................... 3
1.1. Lý do chọn đề tài ................................................................................... 3
1.2. Mục tiêu đề tài ...................................................................................... 4
1.3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................ 4
1.4. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 5
1.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 6
1.6. Mô tả nghiệp vụ hệ thống ...................................................................... 6
1.6.1. Nghiệp vụ dành cho Quản trị viên .................................................. 6
1.6.2. Nghiệp vụ dành cho Giảng viên ..................................................... 7
1.6.3. Nghiệp vụ dành cho Sinh viên ........................................................ 7
1.6.4. Nghiệp vụ nhận diện khuôn mặt và xử lý điểm danh ...................... 8
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................. 9
2.1. Bài toán nhận diện khuôn mặt ............................................................... 9
2.1.1. Khái niệm và ứng dụng .................................................................. 9
2.1.2. Quy trình hoạt động ..................................................................... 10
2.1.3. Ưu điểm và thách thức ................................................................. 11
2.2. Công cụ và môi trường phát triển ........................................................ 13
2.2.1. Môi trường lập trình Visual Code Studio...................................... 13
2.2.2. Ngôn ngữ lập trình Python ........................................................... 14
2.2.3. Ngôn ngữ lập trình giao diện ........................................................ 23
2.2.4. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server ........................................... 27
2.3. YOLO (You Only Look Once) ............................................................ 29
2.3.1. Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Network) ............. 29
ii
2.3.2. Cấu trúc mô hình YOLO .............................................................. 36
2.3.3. Quy trình nhận diện hình ảnh ....................................................... 37
2.3.4. Hàm mất mát (Loss Function) của YOLO .................................... 41
2.3.5. Vai trò của YOLO trong hệ thống nhận diện khuôn mặt ............... 41
2.4. Face Landmark / Pose Estimation ....................................................... 42
2.4.1. Tổng quan về Face Landmark ...................................................... 42
2.4.2. MediaPipe FaceMesh ................................................................... 44
2.4.3. Ước lượng hướng mặt từ landmark .............................................. 45
2.4.4. Vai trò của Pose Estimation trong hệ thống nhận diện khuôn mặt 46
2.5. ArcFace ............................................................................................... 46
2.5.1. Tổng quan .................................................................................... 46
2.5.2. Cấu trúc ....................................................................................... 47
2.5.3. Quy trình trích xuất vector từ ảnh ................................................. 48
2.5.4. Vai trò của ArcFace trong hệ thống nhận diện khuôn mặt ............ 49
2.6. FAISS (Facebook AI Similarity Search) .............................................. 49
2.6.1. Giới thiệu ..................................................................................... 49
2.6.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................... 50
2.6.3. Vai trò của FAISS trong hệ thống nhận diện khuôn mặt ............... 52
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ............................. 54
3.1. Mô tả bài toán ..................................................................................... 54
3.2. Phân tích hệ thống ............................................................................... 56
3.2.1. Biểu đồ use case tổng quát ........................................................... 56
3.2.2. Các biểu đồ use case phân rã ........................................................ 57
3.2.3. Các biểu đồ hoạt động .................................................................. 76
3.2.4. Các biểu đồ trình tự ...................................................................... 87
3.2.5. Biểu đồ lớp lĩnh vực ..................................................................... 97
3.3. Thiết kế hệ thống ................................................................................ 98
3.3.1. Sơ đồ quan hệ thực thể (ERD) ...................................................... 98
3.3.2. Các bảng mô tả dữ liệu ................................................................. 99
CHƯƠNG 4. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ . 103
4.1. Triển khai hệ thống ........................................................................... 103
4.1.1. Cài đặt môi trường ..................................................................... 103
4.1.2. Cài đặt các thư viện cần thiết ..................................................... 103
iii
4.1.3. Cấu trúc mã nguồn ..................................................................... 104
4.1.4. Khởi chạy hệ thống .................................................................... 104
4.2. Tổng quan giao diện .......................................................................... 106
4.3. Kết quả thử nghiệm và đánh giá ........................................................ 119
4.3.1. Kết quả thử nghiệm .................................................................... 119
4.3.2. Đánh giá .................................................................................... 121
4.3.3. Hướng phát triển trong tương lai ................................................ 122
KẾT LUẬN .................................................................................................... 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 125
KẾT QUẢ TURNITIN .................................................................................. 126