ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO VÀO PHÁT HIỆN KHUÔN MẶT NGƯỜI TRONG ẢNH SỐ

Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
MỤC LỤC
PHẦN MỘT: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ
TƯ DUY SÁNG TẠO 5
1.KHOA HỌC VÀ SÁNG TẠO 5
1.1 Khoa học 5
1.2. Sáng tạo 5
1.3. Pháp luận sáng tạo 5
2. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 5
2.1. Chức năng cơ bản của nghiên cứu khoa học 5
2.2. Các đặc điểm của nghiên cứu khoa học 5
2.3. Các loại hình nghiên cứu khoa học 6
2.4. Các bước nghiên cứu 7
3. VẤN ĐỀ KHOA HỌC 8
3.1. Khái niệm 8
3.2. Các tình huống vấn đề 8
3.3. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học 8
4. MỘT SỐ NGUYÊN LÝ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN 8
5. PHƯƠNG PHÁP SCAMPER 8
6. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ-BÀI TOÁN PHÁT MINH, SÁNG CHẾ 11
6.1. Bốn mươi Nguyên tắc sáng tạo cơ bản 11
6.2. Nội dung một số Nguyên tắc sáng tạo 13
6.2. 1. Nguyên tắc phân nhỏ 13
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -1-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
6.2.2. Nguyên tắc tách khỏi 14
6.2.3. Nguyên tắc vạn năng 14
6.2.4. Nguyên tắc chứa trong 15
6.2.5. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 15
6.2.6. Nguyên tắc dự phòng 15
6.2.7. Nguyên tắc đảo ngược 17

6.2.8. Nguyên tắc bộ xung chiều khác 17
6.2.9. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 17
6.2.10. Nguyên tắc sử dụng trung gian 18
6.2.11. Nguyên tắc đổi màu 19
6.2.12. Nguyên tắc đồng nhất 19
7. SÁU MŨ TƯ DUY 19
7.1 Mũ trắng 19
7.2 Mũ đỏ 20
7.3 Mũ vàng 21
7.4 Mũ đen 21
7.5 Mũ xanh lục 21
7.6 Mũ xanh lam 21
PHẦN HAI: BÀI TOÁN “ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO VÀO PHÁT
HIỆN KHUÔN MẶT NGƯỜI TRONG ẢNH SỐ” 23
1. ĐẶT VẤT ĐỀ 23
2. BÀI TOÁN “ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO VÀO PHÁT HIỆN KHUÔN
MẶT NGƯỜI TRONG ẢNH SỐ” 24
2.1.Các ứng dụng của nhận diện khuôn mặt 23
2.2. Giới thiệu hệ thống nhận diện khuôn mặt 25
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -2-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
2.3Bài toán dò tìm, phát hiện khuôn mặt người trong ảnh số 26
2.4. Các hướng tiếp cận 28
2.3.1 Hướng tiếp cận dựa trên tri thức 28
2.3.2. Hướng tiếp cận dựa trên những đặc trưng không thay đổi 28
2.3.3. Hướng tiếp cận dựa trên so khớp mẫu 28
2.3.4. Hướng tiếp cận dựa trên diện mạo (hướng tiếp cận theo phương pháp học)28
2.5.Ứng dụng các nguyên tắc sáng tạo vào bài toán phát hiện mặt người trong ảnh số
2.5.1.Nguyên tắc phân nhỏ 30
2.5.2.Nguyên tắc đổi màu 30

2.5.3.Nguyên tắc tách khỏi 31
2.5.4.Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 32
2.5.5.Nguyên tắc quan hệ phản hồi 32
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 33
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -3-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển lịch sử xã hội loài người gắn liền với quá trình sáng tạo lâu dài và liên tục, từ
việc chế tạo ra các công cụ thô sơ cho tới công cụ hiện đại hơn sử dụng nhiệt năng và tới sự phát
minh ra điện đã đánh dấu một bước phát triển nhảy vọt trong sáng tạo, các máy tính khổng lồ cho
tới các máy tính cá nhân nhỏ gọn lần lượt xuất hiện.
Cùng với sự sáng tạo, con người ngày càng đạt được những thành tựu vượt bậc trong khoa
học công nghệ làm thay đổi thế giới, thay đổi cách thức làm việc và suy nghĩ của con người. Tuy
nhiên, do nhu cầu cải tiến sáng tạo trong công nghệ phục vụ cho cuộc sống ngày càng cao đòi hỏi
phải có một môn khoa học chuyên nghiên cứu về phương pháp sáng tạo giúp cho công việc được dễ
dàng và có cơ sở lý thuyết rõ ràng hơn. Vì thế, phương pháp luận sáng tạo ra đời với mục đích trang
bị cho người học hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các
vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy. Và trong đó
40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được Alshuller G.S tổng hợp lại trở thành những nguyên tắc thủ thuật
cơ bản thiết thực nhất.
Trong bài thu hoạch này, em sẽ trình bày hai phần chính:
- Phần một: Trình bày cơ sở lý thuyết Phương pháp nghiên cứu khoa học và tư
duy sáng tạo.
- Phần hai: Vận dụng lý thuyết phương pháp nghiên cứu khoa học vào bài toán
“Ứng dụng mạng nơ-ron nhân tạo vào phát hiện khuôn mặt người
trong ảnh số”
Qua đây, em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến GS.TSKH. Hoàng Kiếm, người đã tận tâm
truyền đạt những kiến thức về môn học “PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ TƯ
DUY SÁNG TẠO” để em có cơ sở tìm hiểu sâu hơn và làm nền tảng nghiên cứu sau này.
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -4-

Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
PH Ầ N M Ộ T
CÕ SỞ LÝ THUYẾT PHÝÕNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ TÝ DUY SÁNG TẠO.
1. KHOA HỌC VÀ SÁNG TẠO
1.1 Khoa học
- Là “hệ thống trí thức về mọi quy luật của vật chất và sự vận động của vật chất,
những quy luật của tự nhiện, xã hội, tư duy”.
- Theo quan điểm của Marx, khoa học còn được hiểu là một hình thái ý thức xã hội,
tồn tại độc lập tương đối với các hình thái ý thức xã hội khác.
1.2. Sáng tạo: là hoạt động tạo ra bất cứ cái gì mới và các mới đó đem lại lợi ích.
1.3. Pháp luận sáng tạo: Là bộ môn khoa học có mục đích xây dựng và trang bị cho mọi
người hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành tiên tiến về suy nghĩ để giải quyết
vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy.
2. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC:
Là một họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm. Dựa trên những số
liệu, tài liệu, kiến thức,… đạt được từ các thí nghiệm nghiên cứu khoa học để phát hiện ra
những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo phương pháp
và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn.
2.1. Chức năng cơ bản của nghiên cứu khoa học
- Mô tả
- Giải thích
- Dự đoán
- Sáng tạo
2.2. Các đặc điểm của nghiên cứu khoa học
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -5-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
- Tính mới: Nghiên cứu khoa học là quá trình thâm nhập vào thế giới của sự vật mà con
người chưa biết, hướng tới những phát hiện mới hoặc những sáng tạo. Đây là đặc điểm
quan trọng nhất.

- Tính tin cậy: Kết quả nghiên cứu phải có khả năng kiểm chứng lại nhiều lần do nhiều
người khác nhau trong điều kiện giống nhau. Do đó, một nguyên tắc mang tính phương
pháp luận của nghiên cứu khoa học là khi trình bày một kết quả nghiên cứu, người
nghiên cứu cần chỉ rõ điều kiện, những nhân tố và phương tiện thực hiện.
- Tính thông tin: là những thông tin về qui luật vận động của sự vật hoặc hiện tượng,
thông tin về qui trình công nghệ và các tham số đi kèm qui trình đó.
- Tính khách quan: Để đảm bảo tính khách quan, người nghiên cứu khoa học cần phải tự
trắc nghiệm lại những kết luận tưởng như đã hoàn toàn được xác nhận.
- Tính rủi ro: Một nghiên cứu có thể thành công, có thể thất bại. Thất bại có thể do nhiều
nguyên nhân nhưng trong khoa học thất bại cũng được xem là một kết quả và mang ý
nghĩa về một kết luận của nghiên cứu khoa học và được lưu giữ, tổng kết lại như một tài
liệu khoa học nghiêm túc để tránh cho người đi sau không dẫm chân lên lối mòn, tránh
lãng phí các nguồn lực nghiên cứu.
- Tính kế thừa: Có ý nghĩa quan trọng về mặt phương pháp luận nghiên cứu. Ngày nay
không có một nghiên cứu khoa học nào bắt đầu từ chỗ hòan tòan trống không về kiến
thức, phải kế thừa các kết quả nghiên cứu của các lĩnh vực khoa học khác nhau.
- Tính cá nhân: vai trò của cá nhân trong sáng tạo mang tính quyết định, thể hiện trong tư
duy cá nhân và chủ kiến riêng của các nhân.
- Tính phi kinh tế: Lao động nghiên cứu khoa học hầu như không thể định mức, thiết bị
chuyên dụng dùng trong nghiên cứu khoa học hầu như không thể khấu hao, hiệu quả
kinh tế của nghiên cứu khoa học hầu như không thể xác định.
2.3. Các loại hình nghiên cứu khoa học
- Nghiên cứu cơ bản: là những nghiên cứu nhằm phát hiện thuộc tính, cấu trúc, động
thái các sự vật, tương tác trong nội bộ sự vật và mối liên hệ giữa sư vật với các sư vật
khác. Sản phẩm nghiên cứu cơ bản có thể là các khám phá, phát hiện, phát minh, dẫn đến
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -6-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
viêc hình thành một hệ thống lý thuyết có giá trị tổng quát, ảnh hưởng đến một hoặc
nhiều lĩng vực khoa học.
- Nghiên cứu ứng dụng: là sự vận dụng quy luật được phát hiện từ nghiên cứu cơ bản để

giải thích một sự vật, tạo ra những nguyên lý mới về các giải pháp và áp dụng chúng vào
sản xúât và đời sống. Giải pháp được hiểu theo nghĩa rộng có thể là một giải pháp về
công nghệ, về vật liệu, về tổ chức và quản lý.
- Nghiên cứu triển khai: là sự vận dụng các quy luật (thu được từ nghiên cứu cơ bản) và
các nguyên lý (thu được từ nghiên cứu ứng dụng) để đưa ra các hình mẫu với những
tham số khả thi về kỹ thuật.
2.4. Các bước nghiên cứu
- Xác lập vấn đề nghiên cứu:
+ Chọn và cụ thể hóa đề tài
+ Xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu
+ Nghiên cứu lịch sử vấn đề
- Giai đọan chuẩn bị nghiên cứu:
+ Chuẩn bị điều kiện nghiên cứu
+ Thiết lập danh mục tư liệu
- Lựa chọn và nghiên cứu thông tin:
+ Thu thập và xử lý thông tin
+ Nghiên cứu tư liệu
+ Thâm nhập thực tế
+ Tiếp xúc cá nhân
+ Xử lý thông tin
- Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp và lập kế hoạch:
+ Xây dựng giả thuyết.
+ Xác định phương pháp luận nghiên cứu
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -7-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
+ Lập kế hoạch
- Hoàn tất nghiên cứu:
+ Đề xuất và xử lý thông tin
+ Xây dựng kết luận và khuyến nghị
- Viết báo cáo hòan tất công trình:

+ Sắp xếp tư liệu
+ Viết báo cáo
- Giai đoạn kết thúc:
+ Hoàn tất công tác
+ Áp dụng kết quả
3. VẤN ĐỀ KHOA HỌC
3.1. Khái niệm
Vấn đề khoa học cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu hoặc câu hỏi nghiên cứu,
là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế
của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn.
3.2. Các tình huống vấn đề
3.3. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -8-
Có vấn đề
Có nghiên cứu
Không có vấn đề
Không có nghiên cứu
Giả vấn đề
Không có nghiên cứuKhông có vấn đề
Nghiên cứu theo một
hướng khác
Nảy sinh vấn đề khác
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Có 6 phương pháp:
- Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới
- Tìm những bất đồng
- Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường
- Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn
- Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn
- Cảm hứng: những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó.

4. MỘT SỐ NGUYÊN LÝ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TIỄN
- Đơn giản hóa – Loại bỏ
- Thay đổi – Hoán vị - Sắp xếp lại
- Thay thế bằng cái tương đương
- Kết hợp, tích hợp
- Gia tăng, Thu nhỏ
- Nghịch đảo – Đối ngẫu
5. PHƯƠNG PHÁP SCAMPER
SCAMPER là 1 kỹ năng tư duy tổng hợp do Michael Mikalko sáng tạo nên. Đó là
một công cụ tư duy khá hiệu quả, trợ giúp đắc lực trong quá trình tìm ra các phát kiến nhằm
thay đổi sản phẩm hoặc tiến trình công việc.
SCAMPER là ghép các chữ cái đầu của nhóm từ sau: Substitute ( thay thế), Combine
(kết hợp), Adapt (thích nghi), Modify (hiệu chỉnh), Put (thêm vào), Eliminate (loại bỏ) và
Reverse (đảo ngược).
 Substitute: Với 1 sản phẩm, bạn hãy quan sát thành phần tạo nên chúng và thử suy
nghĩ xem liệu các thành phẩm này có thể được thay thế bằng nguyên vật liệu nào
khác? Trong một quá trình làm việc, liệu vấn đề nhân lực thay thế sẽ là ai? Có nên
thay địa điểm? Đối tượng?
Các câu hỏi có thể đặt ra: Thay đổi cái gì để nâng cao chất lượng? Chuyện gì xảy ra
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -9-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
nếu tôi thay cái này bằng cái khác? Làm cách nào để đổi địa điểm, thời gian, nguyên
vật liệu, vấn đề nhân lực ?
Ví dụ: Hạt nêm: thay thế các gia vị khác
 Combine: Bạn hãy quan sát xem có thể biến tấu thêm gì, kết hợp thêm được gì để tạo
ra 1 sản phẩm mới, đề cao khả năng hợp lực của từng tính năng.
Các câu hỏi có thể đặt ra: Nguyên vật liệu cần là gì? Các tính năng? Quy trình? Nhân
lực? Cái gì có thể kết hợp lại? Sẽ kết hợp khâu nào? Ở đâu?
Ví dụ: Tạo ra máy in tích hợp: in, scan, copy, fax.
 Adapt: Nghĩ xem khi thay ðổi, các tính nãng này có phù hợp không?

Các câu hỏi có thể ðặt ra: chúng ta có thể bắt chýớc cái gì? Mô phỏng cái gì?
Ví dụ: Gýờng cho trẻ em cấu tạo nhý 1 chiếc xe ðua.
 Modify: tãng và giảm kích cỡ, thay ðổi hình dáng, thuộc tính. Màu sắc, âm thanh,
hýõng vị, hình thức mẫu mã,…. Nó có thể mạnh lên, cao lên, to lên hoặc ngýợc lại:
nhẹ hõn, nhỏ hõn,…
Ví dụ: Công ty gốm sứ Minh Long liên tục ðýa ra mẫu mã.
 Put: Có thể áp dụng cho cách dùng khác? Mục ðích khác? Lĩnh vực khác?
Các câu hỏi ðặt ra: Tôi có thể lấn sân sang thị trýờng nào? Thị trýờng nào có thể tiêu
thụ hàng của tôi?
Ví dụ: Xe bay nhý trực thãng, lội nýớc nhý thuyền .
 Eliminate: loại bỏ và ðõn giản hoá các thành phần, nghĩ xem chuyện gì xảy ra nếu
bạn loại ði hàng loạt các quy trình, sản phẩm, vấn ðề và cõ hội, nghĩ xem bạn sẽ làm
gì với tình huống này?
Câu hỏi có thể ðặt ra: chuyện gì xảy ra nếu tôi loại bỏ 1 số thành phần của sản phẩm?
Hýớng giải quyết không theo cách thông thýờng?
Ví dụ:Xe moto thể thao loại bỏ phụ tùng không cần thiết.
 Reverse: Bạn có thể lật ngựợc vấn ðề? Cách suy nghĩ này sẽ giúp bạn nhìn rõ mọi góc
cạnh của vấn ðề cũng nhý nhý cõ hội thấy ðiểm mới cho vấn ðề. (tham khảo thêm
nguyên tắc tý duy Reversal)
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -10-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Câu hỏi có thể ðặt ra: Chuyện gì xảy ra nếu tôi làm theo theo hýớng khác? Nếu tôi lật
ngýợc trât tự cách làm cũng nhý cách sử dụng?
Ví dụ: Cho ra loại vải không phân biệt mặt phải hay trái.
Ví dụ minh họa: Hãy týởng týợng bạn là một nhà sản xuất về máy tính và máy in, bạn ðang
cần tìm ra những sản phẩm mới, SCAMPER có thể cho bạn những hýớng ði nhý sau:
 Substitute: Dùng nguyên vật liệu công nghệ cao làm thành phần tạo ra sản
phẩm.
 Combine: Tích hợp máy tính với máy in, máy in với máy quét.
 Adapt: Ðặt mực in chất lýợng cao và loại giấy thật tốt.

 Modify: Ða dạng hóa về hình dáng, kích thýớc và thiết của máy in cũng nhý
máy tính.
 Put: Nghĩ cách dùng khác cho sản phẩm: có thể tích hợp thành máy photo,
máy fax.
 Eliminate:Loại bỏ âm thanh, màn hình màu, mực màu…
 Reverse: Chế tạo thêm bàn kê máy cũng nhý ghế ngồi…
Các bước tư duy sáng tạo :
- Bước 1: Viết ra vấn đề ban đầu, càng cụ thể càng tốt
- Bước 2: Tạo một vấn đề mới, hoàn toàn không liên hoan đến vấn đề ban đầu
- Bước 3: Giải quyết vấn đề mới
- Bước 4: Mượn những ý tưởng từ giải pháp cho vấn đề mới để liên hệ với vấn đề ban đầu
- Bước 5: Nghỉ ra những giải pháp cho vấn đề ban đầu
- Bước 6: Để nghỉ ra giải pháp cho vấn đề ban đầu, sử dụng phương pháp SCAMPER
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -11-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
6. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ-BÀI TOÁN PHÁT MINH, SÁNG CHẾ
6.1. Bốn mươi Nguyên tắc sáng tạo cơ bản
Phương pháp TRIZ là phát minh của Genrich S. Altshuller (1926-1998). Đó là một
phương pháp rất hữu hiệu có thể áp dụng được trong nhiều tình huống cần giải pháp mới.
1. Nguyên lý phân nhỏ
2. Nguyên lý “tách riêng”
3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ
4. Nguyên lý phản đối xứng
5. Nguyên lý kết hợp
6. Nguyên lý vạn năng
7. Nguyên lý chứa trong
8. Nguyên lý phản trọng lượng
9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ
10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ
11. Nguyên lý dự phòng

12. Nguyên lý đẳng thế
13. Nguyên lý đảo ngược
14. Nguyên lý cầu (tròn) hóa
15. Nguyên lý năng động
16. Nguyên lý tác động bộ phận và dư thừa
17. Nguyên lý bộ xung chiều khác
18. Sự dao động cơ học
19. Nguyên lý tác đông theo chu kỳ
20. Nguyên lý tác đông liên tục hữu hiệu
21. Nguyên lý vượt nhanh
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -12-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
22. Nguyên lý chuyển hại thành thắng
23. Nguyên lý quan hệ phản hồi
24. Nguyên lý sử dụng trung gian
25. Nguyên lý tự phục vụ
26. Nguyên lý sao chép (copy)
27. Nguyên lý rẻ thay cho đắt
28. Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học
29. Nguyên lý sử dụng các kết cấu thủy và khí
30. Sử dụng bao mềm dẻo và mềm mỏng
31. Sử dụng vật liệu nhiều lỗ
32. Nguyên lý đổi màu
33. Nguyên lý đồng nhất
34. Nguyên lý loại bỏ và tái sinh từng phần
35. Đổi các thông số hóa lý của đối tượng
36. Sử dụng chuyển pha
37. Sử dụng nở nhiệt
38. Sử dụng các chất oxy hóa
39. Sử dụng môi trường trơ

40. Sử dụng vật liệu tổng hợp (composit)
6.2. Nội dung một số Nguyên tắc sáng tạo
6.2. 1. Nguyên tắc phân nhỏ
Nội dung
- Chia đối tượng thành những phần độc lập.
- Tạo một đối tượng lắp ghép.
- Tăng mức độ phân chia của đối tượng.
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -13-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Ứng dụng
Trong bộ Office 2010, với thanh menu theo giao diện Ribbon, các chức năng được chia
theo từng tab riêng biệt để thuận tiện hơn cho người dùng. Ngoài ra, ta cũng có thể thêm
các tab mới để chứa các chức năng riêng của mình.
6.2.2. Nguyên tắc tách khỏi
Nội dung
- Trích bỏ hoặc tách khỏi các thành phần hoặc tính chất gây nhiễu ra khỏi đối tượng
hoặc
- Chỉ trích các thành phần hoặc tính chất cần thiết.
Ứng dụng
Một chương trình thường có nhiều module: giao diện, tác vụ xử lý và cơ sở dữ liệu.
Do đó, người ta thường tách phần cơ sở dữ liệu ra khỏi chương trình nhằm dễ dàng
cho việc thao tác, quản lý và bảo mật.
6.2.3. Nguyên tắc vạn năng
Nội dung
- Kết hợp về không gian những đối tượng đồng nhất hoặc những đối tượng có
những thao tác kề nhau.
- Kết hợp về thời gian những thao tác đồng nhất hoặc kề nhau
Ứng dụng
WPF, viết tắc của Windows Presentation Foundation, là hệ thống API mới hỗ trợ việc xây
dựng giao diện đồ họa trên nền Windows. Được xem như thế hệ kế tiếp của WinForms, WPF

tăng cường khả năng lập trình giao diện của lập trình viên bằng cách cung cấp các API cho
phép tận dụng những lợi thế về đa phương tiện hiện đại. Là một bộ phận của .NET
Framework 3.0, WPF có sẵn trong Windows Vista và Windows Server 2008. Đồng thời
WPF cũng có thể hoạt động trên nền Windows XP Service Pack 2 hoặc mới hơn. WPF được
xây dựng nhằm ba mục tiêu:
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -14-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
- WPF cung cấp nhiều tính năng lập trình giao diện trong cùng một công nghệ đơn
nhất: Windows Forms, PDF, Windows Forms/ GDI +, Windows Media Player,
Direct3D.
- WPF đưa ra ngôn ngữ đặc tả eXtensible Markup Language (XAML). XAML hỗ
trợ designer và developer làm việc chung với nhau.
- Công nghệ chung cho giao diện trên Windows và trên trình duyệt Web: Ta có thể
tạo ra một ứng dụng trình duyệt XAML (XBAP) sử dụng WPF chạy trên Internet
Explore. Trên thực tế, cùng đoạn code này có thể được dùng để sinh ứng dụng
WPF chạy độc lập trên Windows.
6.2.4. Nguyên tắc chứa trong
Nội dung
- Để một đối tượng trong lòng một đối tượng khác, đối tượng khác này lại để trong
lòng một đối tượng thứ ba
- Đưa một đối tượng qua một khoảng trống của một đối tượng khác
Ứng dụng
Lớp (Class) là một kiểu dữ liệu được định nghĩa trong chương trình, ngoài các thành
phần là dữ liệu (thuộc tính) nó còn có các thành phần hàm (phương thức).
6.2.5. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
Nội dung
- Thực hiện tất cả hoặc một phần các thao tác cần thiết trước khi thực hiện
- Sắp xếp các đối tượng sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời
gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp.
6.2.6. Nguyên tắc dự phòng

Nội dung
Dự trù cho tính không tin cậy của đối tượng bằng biện pháp phòng chống.
Ứng dụng
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -15-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Phiên bản Office 2010 đã cung cấp cơ chế bảo mật mạnh mẽ, cho phé hạn chế
những thay đổi mà không có sự cho phép của tác giả, ngoài ra còn cung cấp thêm vào một
“chế độ bảo vệ” (protection mode) để tránh việc chúng ta vô tình sửa nội dung của một file
ngoài ý muốn. Office 2010 cho phép chúng ta lựa chọn ai trong số những người nhận được
tài liệu của chúng ta chỉnh sửa, hoặc chỉ được phép xem mà không có quyền chỉnh sửa.
Giảm thiểu khả năng mất dữ liệu khi chương trình đóng bất ngờ
Để đề phòng trường hợp treo máy, cúp điện hay làm mất điện, chúng ta nên bật
tính năng sao lưu tự động theo định kỳ
6.2.7. Nguyên tắc đảo ngược
Nội dung
- Thay vì hành động theo nhu cầu của bài toán, hành động ngược lại (ví dụ không làm
nóng mà làm lạnh đối tượng).
- Làm phần chuyển động của đối tượng (hay mội trường bên ngoài) thành đứng yên và
ngược lại phần đứng yên thành chuyển động.
- Lật ngược đối tượng
Ứng dụng
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -16-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Phương pháp chứng minh phản chứng được vận dụng rất nhiều trong toán học và
tin học. Thay vì chứng minh kết luận đúng thì ta giả thiết kết luận là sai và lý luận
dựa trên giả thiết các tính chất và định lý liên quan ta đi đến một mâu thuẫn nào đó
rồi kết luận giả thiết của ta là sai, tức là kết luận bài toán là đúng.
6.2.8. Nguyên tắc bộ xung chiều khác
Nội dung
- Loại bỏ các bài toán bằng cách dịch chuyển một đối tượng trong một chuyển động

hai chiều (tức là dọc theo mặt phẳng)
- Sắp xếp các đối tượng trên nhiều lớp thay cho một lớp
- Làm nghiêng đối tượng hoặc quay nó lên cạnh của nó
Ứng dụng
Chứng minh phản chứng là cách xem xét theo chiều ngược lại. Thay vì chứng minh
mệnh đề A đúng, ta đi chứng minh A
-1
là sai.
6.2.9. Nguyên tắc quan hệ phản hồi
Nội dung
- Thiết lập quan hệ phản hồi
- Nếu có quan hệ phản hồI, hãy thay đổi nó
Ứng dụng
- Sự kiện(Event) là những phản ứng của đối tượng. Nói cách khác, sự kiện là những
tín hiệu phát ra khi người dùng thao tác trên đối tượng.
- Nhờ có event, người lập trình sẽ nhận được những tín hiệu và xử lý những tín hiệu
đó để phản hồi lại cho người dùng, tạo nên sự nhịp nhàng cho chương trình.
6.2.10. Nguyên tắc sử dụng trung gian
Nội dung
- Dùng một vật thể trung gian để truyền hay thực hiện một hành động.
- Tạm thời nối một vật thể với một vật thể khác mà nó dễ dàng được tháo bỏ đi.
Ứng dụng:
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -17-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
-Biến tạm là 1 biến trung gian trong thuật toán Hoán vị.
- Sử dụng đối tượng trung gian trong bài toán Tháp Hà Nôi. Để chuyển các đĩa từ cộc
A sang cộc C, ta sử dụng cộc trung gian là cộc B.
6.2.11. Nguyên tắc đổi màu
Nội dung
- Đổi màu của đối tượng hoặc những thứ quanh nó.

- Đổi độ trong suốt của đối tượng hoặc quá trình mà khó có quan sát.
- Dùng bổ sung màu để quan sát các đối tượng hoặc quá trình khó quan sát.
- Nếu đã dùng bổ sung màu thì dùng các yếu tố khác để theo dõi.
Ứng dụng
Trong các trình soạn thảo cho lập trình (C/C++, Java, C#, ), thường thiết lập màu sắc
riêng cho các từ khóa, tên hàm, biến, Công việc đó giúp cho việc lập trình dễ dàng
hơn, đỡ mõi mắt…
6.2.12. Nguyên tắc đồng nhất
Nội dung
Làm các vật thể tương tác với vật thể đầu tiên bằng cùng loại vật liệu hoặc vật liệu rất
gần với vật thể đầu tiên đó
Ứng dụng
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -18-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Các cửa sổ trong Windows thường giống cấu trúc: Trên cùng là thanh tiêu đề, góc phải
trên có các nút điều khiển, thanh menu, thanh công cụ, vùng làm việc chính…
7. SÁU MŨ TƯ DUY
Mục đích của 6 mũ tư duy là hướng dẫn và gỡ rối cho suy nghĩ sao cho người tư duy mỗi
lần chỉ dùng đến một lối suy nghĩ mà thôi ,thay vì cố tìm cách làm đủ mọi thứ cùng một lúc.
7.1 Mũ trắng
• Chúng ta cần có những thông tin nào liên quan đến vấn đề đang xem xét?
• Chúng ta thiếu mất những thông tin, dữ liệu nào?
* Ngoài ra, mũ trắng còn mang ý nghĩa là sự thật thà trong số liệu, thông tin, không nên
vì vội vàng mà làm nên những điều sai lầm.
7.2 Mũ đỏ
• Cảm giác của tôi ngay lúc này là gì?
• Trực giác của tôi mách bảo điều gì về vấn đề này?
*Ngoài ra, mũ đỏ còn tượng trưng cho sự hết lòng với nghiên cứu khoa học, bởi lẽ khi
làm khoa học, chúng ta phải có nhiệt huyết, đặt hết tâm tư vào nó thì mới có thành công
thực sự.

Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -19-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
7.3 Mũ vàng
• Các ý kiến lạc quan, có logic, các lợi ích của vấn đề và mức độ khả thi của dự án.
• Những lợi ích khi chúng ta tiến hành dự án này là gì?
• Đâu là mặt tích cực của vấn đề này?
• Liệu vấn đề này có khả năng thực hiện được không?
7.4 Mũ đen
• Những rắc rối, nguy hiểm nào có thể xảy ra?
• Những khó khăn nào có thể phát sinh khi tiến hành làm điều này?
• Những nguy cơ nào đang tiềm ẩn?
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -20-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
7.5 Mũ xanh lục
• Chiếc nón xanh lá cây- tượng trưng cho sự sáng tạo.
• Có những cách thức khác để thực hiện điều này không?
• Chúng ta có thể làm gì khác trong trường hợp này?
• Các lời giải thích cho vấn đề này là gì?
7.6 Mũ xanh lam
• Mũ xanh da trời sẽ tổ chức các chiếc mũ khác – tổ chức tư duy, kiểm soát tiến trình tư
duy, đây là chiếc mũ của người lãnh đạo hay là trưởng nhóm thảo luận.
• Xác định mục tiêu trọng tâm
• Tập hợp mọi ý kiến, tóm tắt và ra kế hoạch.
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -21-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
PH Ầ N HAI
BÀI TOÁN “ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO VÀO
PHÁT HIỆN KHUÔN MẶT NGƯỜI TRONG ẢNH SỐ”
1. ĐẶT VẤT ĐỀ
Hơn một thập kỷ qua có rất nhiều công trình nghiên cứu về bài toán xác định khuôn

mặt người từ ảnh đen trắng, đến ảnh màu như ngày hôm nay. Các nghiên cứu đi từ bài toán
đơn giản, mỗi ảnh chỉ có một khuôn mặt người nhìn thẳng vào thiết bị thu hình và đầu ở tư
thế thẳng đứng trong ảnh đen trắng. Đến nay bài toán mở rộng cho ảnh màu, có nhiều khuôn
mặt trong cùng một ảnh, có nhiều tư thế thay đổi trong ảnh. Không những vậy mà còn mở
rộng cả phạm vi từ môi trường xung quanh khá đơn giản (trong phòng thí nghiệm) cho đến
môi trường xung quanh rất phức tạp (như trong tự nhiên) nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn
của con người.
Nhận diện vật thể trong ảnh số, tầm quan trọng và các ứng dụng thực tế
Hệ thống nhận diện vật thể là một hệ thống nhận vào một ảnh hoặc một đoạn Video
(một chuỗi các ảnh). Qua xử lý tính toán hệ thống xác định được vị trí vật thể trong
ảnh (nếu có) và xác định đó là vật thể nào trong số những vật thể hệ thống đã được
biết (qua quá trình học) hoặc là vật thể lạ. Nhận diện vật thể trong ảnh số được minh
họa như hình 1
Không biết
Quả bóng rổ
Chiếc xe đạp
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -22-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Hình 1.Nhận diện vật thể trong ảnh số.
2. BÀI TOÁN “ỨNG DỤNG MẠNG NƠ-RON NHÂN TẠO VÀO PHÁT HIỆN KHUÔN
MẶT NGƯỜI TRONG ẢNH SỐ”
2.1. Các ứng dụng của nhận diện khuôn mặt.
Bài toán nhận diện mặt người có thể áp dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng thực tế
khác nhau. Đó chính là lý do mà bài toán này hấp dẫn rất nhiều nhóm nghiên cứu trong thời
gian dài. Các ứng dụng liên quan đến nhận dạng mặt người có thể kể như:
- Hệ thống phát hiện tội phạm: Camera được đặt tại một số điểm công cộng như: siêu
thị, nhà sách, trạm xe buýt, sân bay, v.v Khi phát hiện được sự xuất hiện của các đối tượng
là tội phạm, hệ thống sẽ gởi thông điệp về cho trung tâm xử lý. Ví dụ nhận dạng người A có
phải là tội phạm đang truy nã hay không? giúp cơ quan an ninh thực hiện tốt chức năng của
mình. Công việc nhận dạng có thể ở trong môi trường bình thường cũng như trong bóng tối

(sử dụng camera hồng ngoại).
- Hệ thống theo dõi nhân sự trong một đơn vị: Giám sát giờ ra vào của từng nhân
viên và chấm công. Điều khiển vào ra: văn phòng, công ty, trụ sở, máy tính, Palm, …. Kết
hợp thêm vân tay và mống mắt. Cho phép nhân viên được ra vào nơi cần thiết, hay mỗi
người sẽ đăng nhập máy tính cá nhân của mình mà không cần nhớ tên đăng nhập cũng như
mật khẩu mà chỉ cần xác định thông qua khuôn mặt
- Kiểm tra trạng thái người lái xe có ngủ gật, mất tập trung hay không, và hỗ trợ
thông báo khi cần thiết.
- Lưu trữ (rút tiền ATM, để biết ai rút tiền vào thời điểm đó). Các ngân hàng có nhu
cầu khi có giao dịch tiền sẽ kiểm tra hay lưu trữ khuôn mặt người rút tiền để sau đó đối
chứng và xử lý.
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -23-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
- Hệ thống giao tiếp người máy: Thay thế việc tương tác giữa người và máy theo
những cách truyền thống như: bàn phím, chuột, v.v Thay vào đó là sử dụng các giao tiếp
trực quan: biểu cảm khuôn mặt, dấu hiệu, cử chỉ bằng tay (Visual Input, Visual Interaction).
- Tìm kiếm và tổ chức dữ liệu liên quan đến con người thông qua khuôn mặt người
trên nhiều hệ cơ sở dữ liệu lưu trữ thật lớn, như internet, các hãng truyền hình…. Ví dụ tìm
các đoạn video có tổng thống Bush phát biểu, tìm các phim có diễn viên Lý Liên Kiệt đóng,
tìm các trận đá banh có cầu thủ Ronaldo …
- An ninh sân bay, xuất nhập cảnh (hiện nay cơ quan xuất nhập cảnh Mỹ đã áp dụng).
Dùng để xác thực người xuất nhập cảnh và kiểm tra có phải là nhân vật khủng bố không.
- Các thệ thống bảo mật dựa trên thông tin trắc sinh học: Mặt người, vân tay,v.v
thay vì xác nhận mật khẩu, khóa.
2.2. Giới thiệu hệ thống nhận diện khuôn mặt.
Một hệ thống nhận dạng mặt người thông thường bao gồm bốn bước xử lý sau: phát
hiện khuôn mặt (face detection), phân đoạn khuôn mặt (face alignment hay segmentation),
rút trích đặc trưng (feature extraction) và phân lớp khuôn mặt (face classification).
Phát hiện khuôn mặt là dò tìm và định vị những vị trí khuôn mặt xuất hiện trong ảnh
hoặc trên các Frame Video. Phân đoạn khuôn mặt sẽ xác định vị trí mắt, mũi, miệng, và

thành phần khác của khuôn mặt và chuyển kết quả này cho bước rút trích đặc trưng. Từ
những thông tin về các thành phần trên khuôn mặt, chúng ta có thể tính được véc-tơ đặc
trưng trong bước rút trích đặc trưng. Những véc-tơ đặc trưng này sẽ là dữ liệu đầu vào cho
một mô hình đã được huấn luyện trước để phân loại khuôn mặt. Bên cạnh những bước chính
nêu trên, chúng ta còn có thể áp dụng thêm một số bước khác như tiền xử lý, hậu xử lý nhằm
làm tăng độ chính xác cho hệ thống.

Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -24-
Phýõng Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Và Tý Duy Sáng Tạo Giảng viên hýớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm
Hình 2. Các bước nhận diện khuôn mặt.
2.3. Bài toán dò tìm, phát hiện khuôn mặt người trong ảnh số
Phát hiện khuôn mặt (Face Detection) là một kỹ thuật máy tính để xác định các vị trí
và các kích thước của các khuôn mặt trong các ảnh bất kỳ (ảnh kỹ thuật số). Kỹ thuật này
nhận biết các đặc trưng của khuôn mặt và bỏ qua những thứ khác, như: tòa nhà, cây cối, cơ
thể, … Nói chính xác hơn là khu biệt hóa khuôn mặt (khả năng tìm và nhận biết đâu là khuôn
mặt trong toàn bộ một khung hình).
Sinh viên thực hiện: Đào Thị Cẩm Hằng – CH1201026 – Khóa 7 -25-