Luận văn tốt nghiệp sắp xếp lịch thi và phát hiện hành vi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH HỆ THỐNG THÔNG TIN

Đề tài

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CÔNG TÁC THI
HỌC KỲ TẠI TRƯỜNG CNTT&TT

Sinh viên: Nguyễn Gia Phú
Mã số: B1805709
Khóa: K44

Cần Thơ, 12/2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
TRƯỜNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH HỆ THỐNG THÔNG TIN

Đề tài

XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CÔNG TÁC THI
HỌC KỲ TẠI TRƯỜNG CNTT&TT

Người hướng dẫn
TS. Phạm Thị Ngọc Diễm

Sinh viên: Nguyễn Gia Phú
Mã số: B1805709
Khóa: K44

Cần Thơ, 12/2022



Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

TRƯỜNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN

XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN
THEO YÊU CẦU CỦA HỘI ĐỒNG
Tên luận văn (tiếng Việt và tiếng Anh):

Hệ Thống Quản Lý Công Tác Thi Học Kỳ Tại Trường CNTT&TT
Management System for Semester Exams at School of Information and
Communication Technology
Họ tên sinh viên:

NGUYỄN GIA PHÚ

MASV: B1805709

Mã lớp: DI1895A2
Đã báo cáo tại hội đồng ngành: Hệ Thống Thông Tin
Ngày báo cáo: 15/12/2022

Hội đồng báo cáo gồm:
TS. Nguyễn Thanh Hải
TS. Nguyễn Minh Khiêm
TS. Phạm Thị Ngọc Diễm
Luận văn đã được chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng.
Cần Thơ, ngày 22 tháng 12 năm 2022
Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi họ tên)

Phạm Thị Ngọc Diễm


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và rèn luyện tại Đại học Cần Thơ là một niềm vui là một
niềm hạnh phúc to lớn đối với cá nhân em vừa là một đặc ân mà em may mắn có được
trên con đường học tập và em sẽ mang theo những kiến thức hữu ích mà em tích góp
được trong quá trình học tập tại trường để bước vào một hành trình mới của cuộc đời.
Thực hiện luận văn tốt nghiệp là cả một giai đoạn quan trọng nhất của mỗi một sinh viên.
Vậy nên em chọn đề tài “Xây dựng hệ thống quản lý công tác thi học kỳ của Trường
CNTT&TT” để hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình. Để có thể nghiên cứu, thực
hiện và hồn thành đề tài này khơng chỉ có sự cố gắng nổ lực của bản thân, mà còn rất
nhiều sự giúp đỡ đến từ bạn bè, thầy cơ và gia đình.
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả các thầy cô trong Trường
Công Nghệ Thông tin và Truyền thông – Đại học Cần Thơ, những người đã truyền cảm
hứng cho em cũng như đã giảng dạy và cung cấp các kiến thức bổ ích trong thời gian qua

để em có được một nền tảng vững chắc.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Phạm Thị Ngọc Diễm – người đã
đồng hành và hướng dẫn em làm đề tài này. Cô là người đã tận tâm hỗ trợ, hướng dẫn và
chia sẻ những khó khăn mắc phải trong q trình thực hiện luận văn của em. Cảm ơn cô
đã tin tưởng và hết lịng cung cấp kiến thức để em hồn thiện luận văn này.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các bạn bè đã giúp đỡ và hỗ trợ trong mấy tháng vừa
qua.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình – nguồn động lực to lớn và là một
hậu phương vững chắc để em hoàn thành luận văn này để ra trường đúng tiến độ và cũng
tạo điều kiện tốt nhất trên con đường học tập, phát triển bản thân.
Em đã hồn thành luận văn tốt nghiệp của mình, mặc dù em đã cố gắng nghiên cứu
và nỗ lực hết mình để hồn thành đề tài của bản thân. Tuy nghiên, kiến thức và kỹ năng
còn nhiều hạn chế khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong quý thầy cô
thông cảm bỏ qua, em rất mong nhận được sự đóng góp, chỉ bảo của q thầy cơ để em
có thể tích lũy thêm kinh nghiệm và hồn thiện hơn trên con đường sau đại học của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, tháng 12 năm 2022
Sinh viên thực hiện

1


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Nguyễn Gia Phú
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ,tháng 12 năm 2022
Giáo viên hướng dẫn

TS. Phạm Thị Ngọc Diễm
2


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ, tháng 12 năm 2022
Giảng viên phản biện

3


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

TÓM TẮT

Mục tiêu của bài luận văn này là xây dựng hệ thống quản lý công tác thi học kỳ tại
Trường CNTT&TT – Đại học Cần Thơ. Bài luận văn này tập trung vào việc xây dựng mơ
hình đăng ký xếp lịch thi học kỳ và phát hiện hành vi trong phịng thi nhằm giải quyết
những sai sót do yếu tố con người có thể ảnh hưởng đến việc đánh giá và xếp loại cho
sinh viên.
“Hệ thống quản lý công tác thi học kỳ tại Trường CNTT&TT – Đại học Cần Thơ”
được xây dựng trên công cụ Visual Studio Code (VS Code), Model sắp xếp lịch thi được
viết trên ngôn ngữ PHP (Laravel Framework) áp dụng thuật tốn tơ màu đồ thị, ứng dụng
lĩnh vực thị giác máy tính, Model phát hiện hành vi bất thường xây dựng bằng Flask
Framework với thư viện Keras của Tensorflow và thuật toán YOLOv4 được viết trên
ngôn ngữ Python.
Hệ thống được xây dựng cho phép giảng viên có thể đăng kí lịch thi của các lớp học
phần đang giảng dạy và sắp xếp lịch thi một cách tự động tránh việc sinh viên phải thi hai
mơn trong cùng một buổi thi. Song với đó cũng cho phép giảng viên kiểm tra hành vi bất
thường của sinh viên nhằm giảm thiểu việc gian lận trong kỳ thi để có thể đánh giá đúng
năng lực của sinh viên.
Từ khóa: Yolo, Học sâu, Phát hiện hành vi bất thường, Sắp xếp lịch thi.

4


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

ABSTRACT
The goal of this dissertation is to build a semester exam management system at
College of Information and Communication Technology, Can Tho University. This thesis
focuses on building a semester exam scheduling registration model and detecting
behavior in the exam room to address human factors that can affect student assessment
and grading. "Semester exam management system at College of Information and
Communication Technology – Can Tho University" is built on Visual Studio Code (VS

Code), Exam scheduling model written on PHP language (Laravel Framework) applying
graph coloring algorithm, computer vision field application, the unusual behavior
detection model is built using the Flask Framework with Tensorflow's Keras library and
the YOLOv4 algorithm written on the Python language.
The system is designed to allow lecturers to register for the exam schedule of the
classes that they instruct and to automatically arrange the exam schedule so that students
do not have to take two subjects in the same exam session. At the same time, it enables
lecturers to monitor students' abnormal behavior in order to reduce cheating in exams and
properly assess students' abilities.
Key words: Yolo, Deep Learning, Detecting Abnormal Behavior, Exam Scheduling.

5


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU...........................................................................................1

1.1 Đặt vấn đề..........................................................................................................1
1.2 Các nghiên cứu có liên quan.............................................................................1
1.3 Mục tiêu đề tài...................................................................................................2
1.4 Đối tượng và phạm vi đề tài..............................................................................3
1.5 Nội dung đề tài..................................................................................................3
1.6 Những đóng góp chính của đề tài......................................................................4
1.7 Bố cục của luận văn..........................................................................................4
1.8 Tổng kết chương................................................................................................5
CHƯƠNG 2. MƠ TẢ BÀI TỐN................................................................................6

2.1 Mơ tả chi tiết bài tốn........................................................................................6

2.2 Cơ sở lí thuyết...................................................................................................7
2.2.1. Học sâu (Deep learning)..................................................................................8
2.2.2. Mơ hình mạng nơ-ron tích chập CNN.............................................................8
2.2.3. Các mơ hình phát hiện và nhận dạng đối tượng..............................................9
2.3 Tổng kết chương..............................................................................................12
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ VÀ CÀI ĐẶT GIẢI PHÁP...............................................13

3.1 Huấn luyện nhận dạng đối tượng....................................................................13
3.1.1. Giới thiệu tập dữ liệu.....................................................................................13
3.1.2. Huấn luyện mơ hình Faster R-CNN..............................................................13
3.1.3. Huấn luyện mơ hình YOLOv4......................................................................16
3.1.4. Đánh giá mơ hình..........................................................................................17
3.2 Kiến trúc tổng qt hệ thống...........................................................................19
3.3 Xây dựng các mơ hình.....................................................................................21
3.3.1 Sơ đồ trường hợp sử dụng.............................................................................21
3.3.2 Mơ hình dữ liệu mức quan niệm (CDM)......................................................24
3.3.3 Mơ hình dữ liệu mức luận lý (LDM)............................................................24
3.3.4 Ràng buộc toàn vẹn.......................................................................................25
3.4 Giao diện hệ thống..........................................................................................26
3.4.1 Giao diện đăng nhập......................................................................................26
3.4.2 Giao diện chính của hệ thống........................................................................26
3.4.3 Giao diện quản lý bộ môn.............................................................................27
3.4.4 Giao diện quản lý giảng viênx.......................................................................29
3.4.5 Giao diện quản lý học kì...............................................................................30
3.4.6 Giao diện quản lý niên khóa..........................................................................32
3.4.7 Giao diện quản lý học phần...........................................................................33
6


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

3.4.8 Giao diện quản lý lớp học phần.....................................................................35
3.4.9 Giao diện quản lý phòng...............................................................................37
3.4.10Giao diện quản lý kế hoạch...........................................................................38
3.4.11Giao diện quản lý lịch thi..............................................................................40
3.4.12Giao diện xem lớp học phần..........................................................................42
3.4.13Giao diện xem lịch thi...................................................................................43
3.5 Giải pháp cài đặt..............................................................................................44
3.5.1. Web server.....................................................................................................44
3.5.2. Hệ thống công tác thi học kỳ.........................................................................45
3.6 Tổng kết chương..............................................................................................48
CHƯƠNG 4. KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ...............................................................49

4.1 Kịch bản kiểm thử...........................................................................................49
4.2 Kết quả kiểm thử.............................................................................................54
4.3 Tổng kết chương..............................................................................................60
CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN...........................................61

5.1 Kết luận...........................................................................................................61
5.2 Hướng phát triển..............................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................63
PHỤ LỤC........................................................................................................................ 66

7


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

DANH MỤC HÌ
Hình 2. 1 Kiến trúc tổng quan của mơ hình CNN......................................................9

Hình 2. 2 Hình ảnh minh họa các bước thực hiện RPN [3].....................................10
Hình 2. 3 So sánh tốc độ xử lý và độ chính xác của Yolov4 [2]...............................11
Hình 2. 4 Mơ hình Yolov4 [3]...............................................................................12Y
Hình 3. 1 Gán nhãn với lableImg.............................................................................14
Hình 3. 2 Phân chia tập dữ liệu................................................................................15
Hình 3. 3 Cấu hình hàm định vị nhãn......................................................................15
Hình 3. 4 Kết quả thu được sau q trình huấn luyện mơ hình Faster R-CNN........17
Hình 3. 5 Biểu đồ giá trị lỗi sau mỗi vịng lặp và độ đo mAP.................................18
Hình 3. 6 Sơ đồ tổng quát hệ thống.........................................................................20
Hình 3. 7 Sơ đồ trường hợp sử dụng của người dùng..............................................22
Hình 3. 8 Sơ đồ trường hợp sử dụng của quản trị viên............................................23
Hình 3. 9 Mơ hình dữ liệu mức quan niệm..............................................................24
Hình 3. 10 Giao diện đăng nhập của hệ thống.........................................................26
Hình 3. 11 Giao diện chính của hệ thống.................................................................27
Hình 3. 12 Giao diện chính của hệ thống.................................................................27
Hình 3. 13 Giao diện quản lý bộ mơn......................................................................28
Hình 3. 14 Giao diện thêm bộ mơn..........................................................................28
Hình 3. 15 Giao diện sửa bộ mơn............................................................................29
Hình 3. 16 Giao diện quản lý giảng viên.................................................................29
Hình 3. 17 Giao diện thêm giảng viên.....................................................................30
Hình 3. 18 Giao diện sửa giảng viên........................................................................30
Hình 3. 19 Giao diện quản lý học kỳ.......................................................................31
Hình 3. 20 Giao diện thêm học kỳ...........................................................................31
Hình 3. 21 Giao diện sửa học kỳ.............................................................................32
Hình 3. 22 Giao diện quản lý niên khóa..................................................................32
Hình 3. 23 Giao diện thêm mới niên khóa...............................................................33
Hình 3. 24 Giao diện sửa niên khóa.........................................................................33
Hình 3. 25 Giao diện quản lý học phần...................................................................34
8

Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Hình 3. 26 Giao diện thêm học phần.......................................................................34
Hình 3. 27 Giao diện sửa học phần..........................................................................35
Hình 3. 28 Giao diện quản lý lớp học phần.............................................................35
Hình 3. 29 Giao diện thêm lớp học phần.................................................................36
Hình 3. 30 Giao diện sửa lớp học phần....................................................................36
Hình 3. 31 Giao diện danh sách sinh viên...............................................................37
Hình 3. 32 Giao diện quản lý phịng........................................................................37
Hình 3. 33 Giao diện thêm phịng............................................................................38
Hình 3. 34 Giao diện sửa phịng..............................................................................38
Hình 3. 35 Giao diện quản lý kế hoạch....................................................................39
Hình 3. 36 Giao diện thêm kế hoạch.......................................................................39
Hình 3. 37 Giao diện sửa kế hoạch..........................................................................40
Hình 3. 38 Giao diện quản lý kế hoạch....................................................................40
Hình 3. 39 Giao diện quản lý lịch thi.......................................................................41
Hình 3. 40 Giao diện chi tiết lịch thi........................................................................41
Hình 3. 41 Giao diện tải lên video phịng thi...........................................................42
Hình 3. 42 Giao diện xem lớp học phần..................................................................42
Hình 3. 43 Giao diện danh sách sinh viên................................................................43
Hình 3. 44 Giao diện xem lịch thi............................................................................43
Hình 3. 45 Giao diện phát hiện hành vi bất thường.................................................44
Hình 3. 46 Giao diện đang phát hiện hành vi bất thường từ video...........................44
Hình 3. 47 Lưu đồ thuật tốn tơ màu đồ thị.............................................................46
Hình 3. 48 Lưu đồ thuật tốn sắp xếp lịch thi

4

Hình 4. 1 Kết quả kiểm tra trên tập ít nhiễu.............................................................55

Hình 4. 2 Kết quả kiểm tra trên tập nhiễu nhiều......................................................55
Hình 4. 3 Kết quả dự đoán đối tượng mỗi lớp trên tập dữ liệu nhiễu nhiều.............56
Hình 4. 4 Kết quả đánh mAP trên tập dữ liệu nhiễu nhiều.......................................56
Hình 4. 5 Kết quả dự đoán đối tượng với mỗi lớp trên tập dữ liệu ít nhiễu.............57
Hình 4. 6 Kết quả đánh giá mAP trên tập dữ liệu ít nhiễu.......................................57
9


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Hình 4. 7 Kết quả kiểm thử API trên Postman.........................................................58
DANH MỤC BẢ
Bảng 3. 1 Bảng đánh giá kết quả dự đốn dựa trên mơ hình YOLOv4....................18
Bảng 3. 2 Ràng buộc toàn vẹn..............................................................................25Y
Bảng 4. 1 Tổng quan kịch bản kiểm thử..................................................................49
Bảng 4. 2 Kịch bản kiểm thử chức năng đăng nhập.................................................49
Bảng 4. 3 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm bộ môn............................................50
Bảng 4. 4 Kịch bảng kiểm thử chức năng thêm giảng viên.....................................50
Bảng 4. 5 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm học kì..............................................51
Bảng 4. 6 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm niên khóa.........................................52
Bảng 4. 7 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm học phần..........................................52
Bảng 4. 8 Kịch bảng kiểm thử chức năng thêm lớp học phần..................................52
Bảng 4. 9 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm phòng..............................................53
Bảng 4. 10 Kịch bản kiểm thử chức năng thêm kế hoạch........................................53
Bảng 4. 11 Kịch bản kiểm thử chức năng lập lịch thi..............................................54
Bảng 4. 12 Kịch bản kiểm thử và đánh giá mơ hình YOLOv4................................54
PHỤ LỤ

Bảng 1 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng giảng viên...............................................66
Bảng 2 Mơ hình dữ liệu mức vật lý kế hoạch..........................................................67

Bảng 3 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng học kì......................................................68
Bảng 4 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng niên khóa................................................68
Bảng 5 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng học phần.................................................68
Bảng 6 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng lớp học phần sinh viên............................69
Bảng 7 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng lớp học phần...........................................69
Bảng 8 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng phịng thi.................................................70
Bảng 9 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng sinh viên.................................................70
Bảng 10 Mơ hình dữ liệu mức vật lý lịch thi...........................................................71
Bảng 11 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng video.....................................................71
Bảng 12 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng bộ môn..................................................72
10


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Bảng 13 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng ngày thi.................................................72
Bảng 14 Mơ hình dữ liệu mức vật lý bảng giờ........................................................72
DANH MỤC TỪ CHUN NGÀNH

Viết tắt

Giải thích

CDM

Mơ hình dữ liệu mức quan niệm (Conceptual Data Model)

LDM

Mơ hình dữ liệu mức luận lý (Logical Data Model)

PDM

Mơ hình dữ liệu mức vật lý (Physical Data Model)

API

Giao diện lập trình ứng dụng (Application Programming Interface)

CNN

Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Networks)

YOLO

Bạn chỉ nhìn một lần (You Only Look Once)

CNTT

Cơng nghệ thơng tin (Information Technology)

HP

Học phần

11


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, công nghệ
thông tin ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực đời sống. Công
nghệ thông tin không chỉ hỗ trợ doanh nghiệp cải thiện hiệu suất và hiệu quả trong
qui trình nghiệp vụ kinh doanh, quản trị ra quyết định, qua đó tăng cường vị thế
canh tranh của doanh nghiệp mà còn giúp cho việc quản lý khác của các đơn vị
hành chính sự nghiệp khác. Xây dựng và phát triển hệ thống thông tin quản lý hiện
đại là nội dung chủ yếu của ứng dụng tin học trong việc tự động hóa từng phần
hoặc tồn bộ các quy trình nghiệp vụ, quản lý trong các tổ chức.
Trong các trường đại học, cao đẳng nói chung và Đại học
Cần Thơ nói riêng hiện nay, việc ứng dụng các hệ thống thông tin
trong việc quản lý công tác thi học kỳ dần trở nên phổ biến. Việc
xây dựng hệ thống quản lý công tác thi học kỳ, giúp cho các giảng
viên và cán bộ giáo vụ thực hiện cơng tác cho kỳ thi một cách
nhanh chóng và hiệu quả hơn, giảm thiểu được những sai sót trong
việc quản lý công tác thi học kỳ và giải quyết được bài tốn có
nhiều ràng buộc như ràng buộc đối tượng tham gia, ràng buộc tài
nguyên phục vụ việc thi học kỳ, ràng buộc về thời gian, ràng buộc
về chuyên môn,.... Tránh việc sinh viên phải thi hai môn trong
cùng một buổi thi.
Bên cạnh đó, vấn đề gian lận trong thi cử vẫn còn nhiều bất
cập trong việc đánh giá năng lực của mỗi sinh viên nên “Hệ thống
quản lý công tác thi học kỳ tại Trường CNTT&TT” dựa trên nền
tảng trong lĩnh vực thị giác máy tính để phát hiện hành vi bất
thường của sinh viên giúp đánh giá sinh viên đúng với năng lực
của bản thân tránh gian lận trong thi học kỳ. Từ những nhận thức
đó, em đã xây dựng “Hệ thống quản lý công tác thi học kỳ tại
Trường CNTT&TT”.

1.2 Các nghiên cứu có liên quan
Trong khoảng vài năm trở lại đây sự bùng nổ của Artificial Intelligence (Trí
tuệ nhân tạo) hay cụ thể hơn là Machine Learning (Máy học) và Deep Learning,
Big Data đã giúp con người giải quyết được rất nhiều bài tốn khó và đang tạo ra
những bước đột phá mới trong lĩnh vực cơng nghệ thơng tin, gồm những nhóm
chính sau:

1


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

- Định vị vật thể (Object localization) liên quan đến việc xác định vị trí và
vẽ một hộp giới hạn (Bounding box) xung quanh một hoặc nhiều đối
tượng trong hình ảnh nhằm khoanh vùng đối tượng.
- Phát hiện đối tượng (Object detection) là nhiệm vụ khó khăn hơn. Đó là
sự kết hợp của cả hai nhiệm vụ trên. Bao gồm vẽ một hộp giới hạn xung
quanh từng đối tượng quan tâm trong ảnh và gán cho chúng một nhãn.
- Phân loại hình ảnh (Image classification) là lớp bài tốn phổ biến nhất
giúp phân loại, dự đoán lớp của một đối tượng trong một hình ảnh.
Đối với bài tốn phát hiện đối tượng (Object detection) có thể chia làm ba thời
kỳ phát triển [9] gồm:
- Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào trích xuất các đặc trưng, sau đó sử dụng
các phương pháp phân lớp (HoG-Histogram of oriented Gradients [8],
SIFT-Scale-Invariant Feature Transform [10], SVM (Support Vector
Machines [11]).
- Nghiên cứu sử dụng mạng nơ-ron tích chập CNNs để trích xuất đặc trưng
ảnh sau đó phân lớp (RCNN [3], Fast-RCNN [4] và Faster RCNN [5]).
- Nghiên cứu phát triển các thuật toán nhận dạng chỉ bằng một bước (Yolo
[2], Yolo9000 [12], Yolov3 [13], SSD [14], RetinaNet [15]).

Thuật toán Yolo đã chứng minh được tính hiệu quả qua việc được ứng dụng
nhiều trong các lĩnh vực như: nhận dạng mặt người [16]; lĩnh vực giao thông vận
tải [17], [18]; nhận dạng vật thể [19], [9], và nhiều ứng dụng khác.
Đối với bài toán sắp xếp lịch thi học kỳ:
- Nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc đề xuất quy trình đăng ký xếp lịch
thi chung và thi riêng nhằm giải quyết các vấn đề bất cập còn tồn tại của
việc tổ chức một tuần thi riêng và một tuần thi chung [1].
- Ngoài ra còn một số nghiên cứu để giải quyết bài tốn sắp xếp lịch thi
thơng thường như: thuật tốn di truyền [20],[21] hoặc thuật tốn tơ màu
đồ thị [22].
Dựa trên cơ sở của các nghiên cứu vừa đề cập, đề tài xây dựng “hệ thống
quản lý công tác thi học kỳ tại trường CNTT&TT” chọn lọc và tìm ra những
phương pháp phù hợp để giải quyết các vấn đề thực tế nêu trên.

1.3 Mục tiêu đề tài
Mục tiêu của đề tài là xây dựng “Hệ thống quản lý công tác thi học kỳ tại
Trường CNTT&TT” đáp ứng các chức năng liên quan đến công tác quản lý thi học
kỳ như:
2


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

-

Quản lý thông tin công tác thi học kỳ.
Lập kế hoạch thi học kỳ.
Đăng kí thi học kỳ.
Sắp xếp lịch thi học kỳ.
Cập nhật dữ liệu phòng thi.

Xem lịch thi.
In lịch thi.
Nhận diện hành vi bất thường.

Sau khi xây dựng “hệ thống quản lý thi học kỳ tại Trường CNTT&TT” có thể
hỗ trợ cơng tác tổ chức sắp xếp lịch thi học kỳ cũng như phát hiện gian lận trong
phòng. Hệ thống này có thể thay thế cơng tác tổ chức thủ cơng, giảm những sai sót
do yếu tố con người, tránh hành vi gian lận và giảm thiểu nhân lực.

1.4 Đối tượng và phạm vi đề tài
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là quy chế thi tín chỉ của Đại học Cần Thơ và
hoạt động tổ chức thi học kỳ của Trường CNTT&TT hướng đến mục tiêu sắp xếp
lịch thi tự động và phát hiện hành vi bất thường trong phòng.
Phạm vi thực hiện của đề tài trên 2 nhóm người dùng:
- Người dùng hệ thống:
 Người dùng hệ thống là những giảng viên đang công tác tại trường
CNTT&TT.
 Xây dựng một hệ thống quản lý công tác thi học kỳ. Đối với nhóm người
dùng có các chức năng như sau: đăng kí cho lớp học phần thi học kỳ, xem
thông tin lịch thi của các lớp học phần, phát hiện hành vi bất thường từ dữ
liệu phòng thi, tải xuống video đã phát hiện.
- Quản trị viên:
 Quản trị viên là cán bộ giáo vụ đang công tác tại trường CNTT&TT.
 Xây dựng một hệ thống để quản trị viên có các chức năng quản lý thơng
tin bộ mơn, giảng viên, niên khóa, học phần, lớp học phần, phòng thi, kế
hoạch tổ chức thi, dữ liệu phòng thi và sắp xếp lịch thi tự động một cách
nhanh chóng và hiệu quả.

1.5 Nội dung đề tài
Phân tích và thiết kế:







Tìm hiểu và phân tích u cầu của hệ thống.
Xây dựng thuật toán sắp xếp lịch thi tự động.
Xây dụng chức năng nhận diện hành vi bất thường trong phịng thi.
Xây dựng các mơ hình dữ liệu mức quan niệm, mức luận lý
Vẽ sơ đồ chức năng, mô tả chức năng.

Chức năng:
-

Hệ thống:
3


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023














Quản lý thông tin bộ môn.
Quản lý thông tin giảng viên.
Quản lý dữ liệu phòng thi.
Quản lý phòng thi.
Quản lý học kỳ.
Quản lý niên khóa.
Quản lý kế hoạch.
Đăng kí thi học kỳ.
Xem thông tin lịch thi.
Sắp xếp lịch thi tự động.
Phát hiện hành vi bất thường trong phòng thi.

1.6 Những đóng góp chính của đề tài
Hệ thống đã xây dựng được các chức năng:
-

Đăng nhập.
Đăng xuất.
Quản lý thông tin bộ mơn.
Quản lý thơng tin giảng viên.
Quản lý phịng thi.
Quản lý học kỳ.
Quản lý niên khóa.
Quản lý dữ liệu phịng thi.
Quản lý kế hoạch.
Đăng kí thi học kỳ.
Sắp xếp lịch thi tự động.

Phát hiện hành vi bất thường trong phòng thi.
Xem lịch thi.

1.7 Bố cục của luận văn
Bố cục quyển luận văn gồm 5 chương:
Chương 1: Giới thiệu: Trình bày các vấn đề đặt ra đối với đề tài, các nghiên
cứu có liên quan, mục tiêu của đề tài, đối tượng và phạm vi đề tài, nội dung đề tài
và những đóng góp chính của đề tài.
Chương 2: Mơ tả bài tốn: Mơ tả chi tiết bài tốn, cơ sở lí thuyết của đề tài.
Chương 3: Thiết kế và cài đặt giải pháp: Huấn luyện mơ hình nhận dạng đối
tượng, kiến trúc tổng qt hệ thống, xây dựng các mơ hình, giao diện hệ thống và
giải pháp cài đặt.
Chương 4: Kiểm thử và đánh giá: Kịch bản kiểm thử hệ thống và kết quả
kiểm thử của kịch bản.
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.

4


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

1.8 Tổng kết chương
Chương này trình bày tính cần thiết của đề tài, các nghiên cứu có liên quan,
mục tiêu đề tài, đối tượng và phạm vi đề tài và nội dung chính của đề tài sẽ được
thực hiện.

5


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

CHƯƠNG 2. MƠ TẢ BÀI TỐN
1.9 Mơ tả chi tiết bài toán
Thi học kỳ là một giai đoạn tổng kết hết sức quan trọng trong quá trình học
tập và rèn luyện của sinh viên. Nhằm mục đích phát hiện các điểm mạnh điểm yếu
của từng sinh viên, đánh giá phân loại và đảm bảo chất lượng đầu ra của các
chương trình giáo dục, đảm bảo cơng bằng trong thi cử, tạo sự thi đua phấn đấu cho
mỗi cá nhân sinh viên. Hệ thống “Quản lý công tác thi học kỳ tại Trường
CNTT&TT” có thể hỗ trợ cho việc tổ chức thi học kỳ trở nên nhanh chóng và hạn
chế những sai sót.
Hệ thống có 2 nhóm người dùng:
-

+

+
+

+

+
+
+

+

+

Người dùng hệ thống:
 Nhóm người dùng là giảng viên.

 Hệ thống bao gồm các chức năng cụ thể như sau:
Đăng nhập: Người dùng có nhập vào hệ thống: qua tài khoản gmail đã
được nhà trường cung cấp, hệ thống sẽ nhận biết người dùng thơng qua tài
khoản đó.
Đăng xuất: Thốt tài khoản gmail người dùng ra khỏi hệ thống.
Xem lớp học phần: Cho phép người dùng xem được thông tin của lớp học
phần đang giảng dạy. Bao gồm các chức năng cụ thể: tìm kiếm lớp học
phần đang giảng dạy, xem danh sách sinh viên của lớp học phần, có thể
đăng kí thi có các lớp học phần theo kế hoạch của cán bộ giáo vụ.
Xem lịch thi: Cho phép người dùng xem được thông tin lịch thi của lớp
học phần đang giảng dạy. Bao gồm các chức năng cụ thể: tìm kiếm lịch
thi, phát hiện hành vi bất thường từ video phịng thi nếu có nhu cầu và đã
được cán bộ giáo vụ cập nhật lên hệ thống, tải xuống video đã phát hiện
hành vi bất thường.
- Quản trị viên:
 Quản trị viên là cán bộ giáo vụ.
 Hệ thống bao gồm các chức năng cụ thể như sau:
Đăng nhập: Người quản trị nhập tài khoản gmail do nhà trường cung để
truy cập vào hệ thống.
Đăng xuất: Thoát tài khoản gmail quản trị ra khỏi hệ thống.
Quản lý bộ môn: Quản lý dữ liệu của bộ môn. Bao gồm các chức năng cụ
thể: xem danh sách bộ mơn, tìm kiếm bộ mơn bằng cách nhập các từ khóa,
thêm bằng Excel, thêm thủ cơng, sửa, xóa bộ mơn.
Quản lý giảng viên: Quản lý dữ liệu của giảng viên. Bao gồm các chức
năng cụ thể: xem danh sách giảng viên, tìm kiếm giảng viên bằng cách
nhập các từ khóa, thêm bằng Excel, thêm thủ cơng, sửa, xóa giảng viên.
Quản lý học kỳ: Bao gồm các chức năng cụ thể: xem danh sách học kỳ,
tìm kiếm học kỳ bằng cách nhập các từ khóa, thêm, sửa, xóa học kỳ.
6

Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

+ Quản lý niên khóa: Bao gồm các chức năng cụ thể: xem danh sách niên
khóa, tìm kiếm niên khóa bằng cách nhập các từ khóa, thêm bằng Excel,
thêm thủ cơng, sửa, xóa niên khóa.
+ Quản lý học phần: Quản lý dữ liệu của học phần. Bao gồm các chức năng
cụ thể: xem danh sách học phần, tìm kiếm học phần bằng cách nhập các từ
khóa, thêm bằng Excel, thêm thủ cơng, sửa, xóa học phần.
+ Quản lý lớp học phần: Quản lý dữ liệu của lớp học phần. Bao gồm các
chức năng cụ thể: xem danh sách lớp học phần, xem danh sách sinh viên
của lớp học phần, tìm kiếm lớp học phần bằng cách nhập các từ khóa, tìm
kiếm sinh viên bằng cách nhập các từ khóa, thêm lớp học phần bằng
Excel, thêm sinh viên lớp học phần bằng Excel, thêm thủ công lớp học
phần, sửa lớp học phần, xóa lớp học phần và sinh viên của lớp học phần.
+ Quản lý phòng thi: Bao gồm các chức năng cụ thể: xem danh sách phịng
thi, tìm kiếm phịng thi bằng cách nhập các từ khóa, thêm bằng Excel,
thêm thủ cơng, sửa, xóa phịng thi.
+ Quản lý kế hoạch: Bao gồm các chức năng cụ thể: xem danh sách kế
hoạch, tìm kiếm kế hoạch bằng cách nhập các từ khóa, với trạng thái hiện
tức sắp tổ chức thi học kì cho niên khóa và học kỳ hiện tại hệ thống sẽ cho
phép lập lịch thi tự động cho kế hoạch,thêm bằng Excel, thêm thủ công,
sửa, ẩn hiện kế hoạch.
+ Xem lịch thi: Bao gồm các chức năng cụ thể: xem lịch thi của từng phòng,
xem danh sách lịch thi, thêm video của phịng thi, tìm kiếm lịch thi bằng
cách nhập các từ khóa, xuất lịch thi ra file Excel.

1.10 Cơ sở lí thuyết
Đối với con người, việc xác định các đối tượng, thơng tin trong một hình ảnh
là tương đối dễ dàng. Nhưng đối với máy tính thì hình ảnh chỉ là một mảng các

pixel, các giá trị số đại diện cho các sắc độ của màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương.
Vì thế, phát hiện và nhận dạng đối tượng trong ảnh là chủ đề hot thuộc lĩnh vực thị
giác máy tính đã nghiên cứu tích cực trong một thời gian dài.
Thị giác máy tính (Computer Vision) là một lĩnh vực trong trí tuệ nhân tạo và
khoa học máy tính nhằm giúp máy tính có được khả năng nhìn và hiểu giống như
con người.
Thị giác máy tính được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực thực tiễn như:
-

Nhận dạng cảnh (Scene Recognition).
Phát hiện đối tượng (Face Detection).
Nhận dạng ký tự quang học (Optical Character Recognition).
Thực tế ảo (Virtual Reality).
Thực tế tăng cường (Augmented Reality).
Và nhiều ứng dụng khác.

7


Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Xây dựng “Hệ thống quản lý công tác thi học kỳ tại trường CNTT&TT”
nghiên cứu thích hợp thêm chức năng cho hệ thống, sử dụng các mơ hình, thuật
tốn trong lĩnh vực thị giác máy tính để giải quyết bài tốn thực tế.
Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về các kỹ thuật học sâu, mạng nơ ron và
các thuật toán phát hiện và nhận dạng đối tượng được sử dụng trong chức năng hệ
thống.
1.1.1. Học sâu (Deep learning)
Máy học (Machine Learning) là một nhánh của trí tuệ nhân tạo (AI), nó là
một lĩnh vực nghiên cứu cho phép máy tính có khả năng cải thiện chính bản thân

chúng dựa trên dữ liệu mẫu (training data) hoặc dựa vào kinh nghiệm (những gì đã
được học). Máy học có thể tự dự đốn hoặc đưa ra quyết định mà khơng cần được
lập trình cụ thể.
Mạng nơ ron nhân tạo (Artificial Neural Networks) là một mơ hình xử lý
thơng tin, cấu thành từ các lớp nơ ron, được ra đời trên cơ sở mô phỏng hoạt động
não bộ của sinh vật. Mạng nơ ron nhân tạo gắn kết nhiều nơ ron theo một mơ hình
nhất định, được trải qua huấn luyện để rút ra được kinh nghiệm, và sử dụng các
kinh nghiệm đã có để xử lý 8 các thơng tin mới. Mạng nơ ron nhân tạo thường áp
dụng vào giải các bài toán nhận dạng mẫu, hoặc dự đoán.
Học sâu (Deep Learning) là một ngành đặc thù của học máy. Học sâu sử dụng
mạng nơ ron nhân tạo để giải quyết các bài tốn mà tính tốn cứng chưa thể xử lý
được như dữ liệu mờ, dữ liệu trừu tượng, dữ liệu không rõ ràng,...
Các ưu điểm nổi bật của học sâu gồm:
- Có độ chính xác cao, có thể học sâu rộng và đạt được độ chính xác ở mức
cơng nhận vơ cùng cao.
- Có thể thực hiện nhiều phép tính song song bằng GPU và có thể mở rộng
cho khối lượng lớn dữ liệu.
- Có thể giải quyết các bài tốn và đánh giá phức tạp.
- Tương thích với nhiều ứng dụng và kiểu dữ liệu khác nhau.
1.1.2. Mơ hình mạng nơ-ron tích chập CNN
Mạng nơ-ron tích chập (Convolutional Neural Networks - CNN) là một trong
những phương pháp được áp dụng nhiều nhất trong lĩnh vực xử lý ảnh (Computer
vision) để giải quyết các bài toán như nhận dạng hình ảnh, phân loại hình ảnh, phát
hiện đối tượng , nhận diện khn mặt, …v.v.
Một mơ hình CNN sẽ có kiến trúc gồm các tầng như: tầng tích chập
(Convolution), tầng tổng hợp (pooling) dùng để trích xuất đặc trưng và tầng liên kết
đầy đủ (fully connected) dùng để phân lớp đối tượng. Chi tiết ở hình 2.1.
8

Luận văn hệ thống thông tin HK1 – 2022 - 2023

Hình 2. 1 Kiến trúc tổng quan của mơ hình CNN
Tầng tích chập (Convolution): Mục đích của tầng này là trích xuất đặc trưng
tương ứng với đầu vào. Từ ý tưởng Local receptive fields, mơ hình sẽ tiến hành
chọn 1 bộ lọc để tìm và trích xuất những thơng tin quan trọng từ dữ liệu đầu vào,
đồng thời giảm số chiều cho các lớp ẩn tiếp theo. Các giá trị đầu ra cho vùng lọc sẽ
được tính tốn bằng các hàm kích hoạt (Activated Function). Một số hàm kích hoạt
nổi tiếng thường dùng có thể kể đến như ReLU, Tanh, Sigmoid… Hiện nay, hàm
ReLU được sử dụng nhiều hơn các hàm cịn lại.
Tầng tổng hợp (pooling): Sau tầng tích chập, tầng tổng hợp trích chọn đặc
trưng và giảm số chiều cho dữ liệu đầu vào. Khi giảm số chiều, mô hình giảm số
lượng tham số, rút ngắn được thời gian huấn luyện và hạn chế overfitting. Cũng
như tầng tích chập, tầng tổng hợp sử dụng bộ lọc trượt qua dữ liệu đầu vào để trích
xuất đặc trưng cần thiết, nhưng các bộ lọc ở đây sẽ không chứa tham số. Các
phương pháp phổ biến được sử dụng ở tầng tổng hợp là maxpooling và
averagepooling. Trong đó maxpooling chỉ lấy giá trị cao nhất trong vùng của bộ lọc
đi qua còn averagepooling sẽ tính tốn giá trị trung bình trong vùng bộ lọc đi qua.
Tầng liên kết đầy đủ (Fully-connected): Kiến trúc của tầng liên kết đầy đủ
tương tự kiến trúc của mạng nơ ron nhân tạo. Kết quả đầu ra của tầng tích chập và
tầng tổng hợp là các ma trận ở dạng hai chiều hoặc ba chiều. Các ma trận trên sẽ
được làm phẳng (Flatten) thành một vector rồi mới được đưa vào tầng liên kết đầy
đủ. Lớp cuối cùng trong tầng liên kết đầy đủ chính là đầu ra cho bài tốn.
1.1.3. Các mơ hình phát hiện và nhận dạng đối tượng
Việc phân loại vật thể có thể được thực hiện qua một số mơ hình CNN cụ thể
để phân loại các đối tượng khác nhau. Tuy nhiên trong thực tế, các bài tốn về thị
giác máy tính, học sâu không chỉ đơn thuần trong việc phân loại các đối tượng mà
còn phải nhận diện được đâu là vật thể đang cần phát hiện trong một hình ảnh hay
trong một video gồm nhiều ngoại cảnh xung quanh.
9