BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA
--***--
DƯƠNG ĐỨC ANH
PHÁT TRIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HỌC TRỌNG SỐ
CHO MẠNG NƠ RON TẾ BÀO BẬC HAI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI, NĂM 2024
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA
--***--
DƯƠNG ĐỨC ANH
PHÁT TRIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HỌC TRỌNG SỐ
CHO MẠNG NƠ RON TẾ BÀO BẬC HAI
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 9520203
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS. NGUYỄN QUANG HOAN
2. PGS.TSKH. NGUYỄN HỒNG VŨ
HÀ NỘI, NĂM 2024
i
MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC ............................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH VẼ .............................................................................................. x
MỞ ĐẦU .................................................................................................................. xii
1.1. Tính cấp thiết của đề tài luận án ................................................................ xiii
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án ...............................................................xiv
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..............................................................xiv
1.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. xv
1.5. Đề xuất mới của luận án .............................................................................. xv
1.6. Cấu trúc của luận án .................................................................................... xv
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC VÀ LUẬT HỌC MẠNG NƠ RON .. 1
1.1. Cấu trúc và luật học trong mạng nơ ron ........................................................ 1
1.1.1. Khái niệm và phân loại học trong mạng nơ ron .................................... 1
1.1.2. Cấu trúc và luật học của mạng nơ ron bậc nhất truyền thẳng ............... 2
1.1.3. Cấu trúc và luật học mạng nơ ron bậc nhất hồi quy ............................. 5
1.1.4. Mạng nơ ron bậc hai dạng đa thức và ý nghĩa .................................... 19
1.2. c nghiên cứu về mạng nơ ron tế bào và luật học .................................... 23
1.2.1. c nghiên cứu về mạng nơ ron tế bào ở ngoài nước ......................... 23
1.2.2. c nghiên cứu và công bố về mạng nơ ron tế bào tại Việt Nam ...... 30
1.3. Đặt vấn đề nghiên cứu cho luận án ............................................................. 31
1.3.1. Phát biểu bài toán ................................................................................ 31
1.3.2. Dự kiến kết qu................................................................................... 32
1.4. Kết luận chương 1 ....................................................................................... 32
CHƯƠNG 2. THUẬT TOÁN PERCEPTRON HỒI QUY ...................................... 34
CHO MẠNG NƠ RON TẾ BÀO BẬC HAI ............................................................ 34
2.1. Mạng nơ ron tế bào bậc hai ......................................................................... 34
2.1.1. Mô hình toán học nơ ron tế bào bậc hai .............................................. 34
ii
2.1.2. Mô tả các thành phần của SOCeNNs .................................................. 37
2.1.3. Phân tích tính ổn định của mạng nơ ron tế bào bậc hai ...................... 40
2.2. Phát triển luật học trong mạng nơ ron tế bào bậc hai .................................. 45
2.2.1. Thuật toán học có giám sát cho SOCeNNs - Luật học SORPLA ....... 45
2.2.2. nh hội tụ của thuật toán Perceptron hồi quy mạng ron tế bào bậc
hai ............................................................................................................. 49
2.3. Thử nghiệm thuật toán SORPLA cho bài toán xử lý ảnh ........................... 55
2.3.1. Đánh giá các bộ trọng số của thuật toán SORPLA ............................. 55
2.3.2. Xử lý ảnh dùng mạng nơ ron tế bào .................................................... 61
2.3.3. Thuật toán PySOCeNNs xác định biên ảnh ........................................ 64
2.3.4. Kết quả thử nghiệm ............................................................................. 65
2.4. Kết luận chương 2 ....................................................................................... 67
CHƯƠNG 3. GIẢI THUẬT DI TRUYỀN CHO MẠNG NƠ RON TẾ BÀO......... 69
3.1. Giải thuật di truyền ...................................................................................... 69
3.2. Giải thuật di truyền cho mạng nơ ron tế bào ............................................... 71
3.2.1. Giải thuật di truyền tính trọng số cho mạng nơ ron tế bào chuẩn ....... 71
3.2.2. Giải thuật di truyền tính trọng số cho mạng nơ ron tế bào bậc hai ..... 79
3.3. Thuật toán lai giải thuật di truyền với thuật toán Perceptron hồi quy ......... 84
3.3.1. Thuật toán lai giải thuật di truyền với thuật toán Perceptron hồi quy cho
mạng nơ ron tế bào chuẩn ................................................................................. 84
3.3.2. Thuật toán lai giải thuật di truyền với thuật toán Perceptron hồi quy cho
mạng nơ ron tế bào bậc hai ............................................................................... 85
3.4. Đánh giá và so sánh các thuật toán đề xuất ................................................. 93
3.4.1. sở đánh giá thuật toán .................................................................... 93
3.4.2. c phương pháp đánh giá .................................................................. 94
3.5. Kết luận chương 3 ..................................................................................... 103
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 104
DANH MỤC CÁC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................................................... 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 108
PHỤ LỤC 01: CÁC LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN TẠI LUẬN ÁN ........................... 116
PHỤ LỤC 02: ĐẦU NGOÀI BÊN NGOÀI BẬC HAI CỦA TẾ BÀO C(i,j) ....... 122
PHỤ LỤC 03: ĐẦU RA PHẢN HỒI BẬC HAI CỦA TẾ BÀO C(i,j) .................. 123
iii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả được
công bố với các tác giả khác đều được sự đồng ý của các đồng tác giả trước khi đưa
vào luận án. Các kết quả trong luận án trung thực chưa từng được công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN ÁN
DƯƠNG ĐỨC ANH