BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN NĂNG HÙNG VÂN
NGHIÊN CỨU BIỂU DIỄN VÀ NHẬN DẠNG
ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG DỰA TRÊN ĐẠI SỐ
HÌNH HỌC BẢO GIÁC VÀ HỌC MÁY
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng – 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN NĂNG HÙNG VÂN
NGHIÊN CỨU BIỂU DIỄN VÀ NHẬN DẠNG
ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG DỰA TRÊN ĐẠI SỐ
HÌNH HỌC BẢO GIÁC VÀ HỌC MÁY
Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH
Mã số : 62 48 01 01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Kanta Tachibana
2. TS. Phạm Minh Tuấn
Đà Nẵng - 2021
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung
thực và không sao chép từ bất kỳ luận án nào khác. Một số kết quả nghiên cứu là
thành quả của tập thể và đã được các đồng tác giả đồng ý cho sử dụng. Mọi trích dẫn
đều có ghi nguồn gốc xuất xứ rõ ràng và đầy đủ.
Tác giả
Nguyễn Năng Hùng Vân
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... i
MỤC LỤC ............................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... v
DANH MỤC KÝ HIỆU TOÁN HỌC .................................................................. vi
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 3
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 4
3. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 5
4. Bố cục của luận án .................................................................................... 5
5. Đóng góp chính của luận án...................................................................... 6
Chương 1. PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG
TRONG HỌC MÁY .............................................................................................. 9
1.1 Phương pháp biểu diễn dữ liệu trong không gian ................................. 9
1.1.1 Phương pháp biểu diễn dữ liệu bằng không gian vectơ ................. 10
1.1.2 Phương pháp biểu diễn dữ liệu bằng ma trận ................................ 10
1.1.3 Phương pháp biểu diễn dữ liệu bằng Ten-xơ ................................ 11
1.2 Phương pháp biểu diễn đối tượng chuyển động trong học máy ......... 12
1.2.1 Biểu diễn dữ liệu dựa trên mô hình xác suất ................................. 13
1.2.2 Phương pháp giảm chiều dữ liệu .................................................. 16
1.2.3 Phương pháp tăng chiều dữ liệu ................................................... 19
1.3 Phương pháp biểu diễn đối tượng chuyển động sử dụng CGA ........... 25
1.3.1 Đại số hình học ............................................................................ 27
iii
1.3.2 Đại số hình học bảo giác .............................................................. 27
1.4 Kết luận chương .................................................................................... 28
Chương 2. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN
ĐỘNG DỰA TRÊN ĐẠI SỐ HÌNH HỌC BẢO GIÁC ..................................... 31
2.1 Đại số hình học hình học bảo giác ........................................................ 31
2.1.1 Đại số hình học ............................................................................ 31
2.1.2 Đại số hình học Bảo giác ............................................................. 37
2.2 Đề xuất phương pháp phân cụm dữ liệu sử dụng CGA ...................... 41
2.2.1 Phân cụm dữ liệu sử dụng CGA dựa trên GMM........................... 43
2.2.2 Lượng tử hóa vectơ dựa trên phân cụm dữ liệu sử dụng CGA ...... 45
2.2.3 Phương pháp kết hợp HMM với phân cụm sử dụng CGA ............ 49
2.3 Đề xuất phương pháp trích chọn đặc trưng sử dụng CGA ................. 50
2.3.1 Phương pháp trích chọn đặc trưng sử dụng PCA .......................... 51
2.3.2 Phương pháp trích chọn đặc trưng sử dụng CGA ......................... 53
2.3.3 Phương pháp PCR kết hợp với CGA ............................................ 55
2.3.4 Phương pháp trích chọn đặc trưng sử dụng CGA kết hợp RNN.... 60
2.4 Kết luận chương .................................................................................... 64
Chương 3. TRIỂN KHAI THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........ 67
3.1 Dữ liệu thực nghiệm .............................................................................. 68
3.1.1 Đối tượng chuyển động trong không gian .................................... 68
3.1.2 Bộ dữ liệu chuyển động CMU...................................................... 69
3.1.3 Dữ liệu thực nghiệm .................................................................... 71
3.2 Nhận dạng hành động dựa trên phân cụm CGA kết hợp với HMM .. 71
3.2.1 Kết quả thực nghiệm .................................................................... 72
3.2.2 Đánh giá kết quả .......................................................................... 74
