Ученые Пермского Политеха улучшили обнаружение объектов нейронными сетями

❋ 4.6

Пожалуй, самая популярная и перспективная задача нейросетей — технологии распознавания образов. Они либо по отдельности, либо в интегрированном виде используются в таких сферах, как безопасность и наблюдение, сканирование и создание изображений, маркетинг и реклама, дополненная реальность и поиск изображений. Обучение — очень важная часть создания этой технологии. Слишком маленькое или наоборот большое количество данных в нейросети приводит к некорректной работе. Порой даже оптимальный размер данных может привести к плохим результатам, если объекты, по которым обучалась программа будут захвачены с одного ракурса или находятся на одном фоне. Сегодня специалистам приходится определять границы изучаемых объектов вручную в специальных программах. Этот процесс очень длительный и трудоемкий. Ученые Пермского Политеха создали программу с генератором случайных синтетических изображений, которая позволит обучать нейросеть быстрее.

ПНИПУ

# 3D-камеры

# информационные технологии

# картинки

# нейронные сети

# нейросети

Ученые Пермского Политеха улучшили обнаружение объектов нейронными сетями / ©Getty images / Автор: Ольга Кузьмина

Исследование опубликовано в сборнике International Conference on Applied Innovations in IT (ICAIIT). Чтобы облегчить работу IT-специалистам, которые обычно вручную создают фотографии для обучения нейросети, политехники разработали программу, которая генерирует синтетические картинки, комбинируя между собой изображения реального объекта с использованием 3D-камеры, натуралистичный фон и некоторые шумовые эффекты — помехи или предметы окружающей среды.

Например, для создания набора картинок с уличным фонарем программа дополнительно использовала ветви деревьев, которые частично закрывают светильник, а также дождь, слабую освещенность, дефекты камеры. Эти шумовые эффекты делают результирующее изображение более реалистичным. Качество обучения зависит от того, насколько равномерно перемешиваются данные и насколько разнообразные картинки получаются.

«Тестируя программу, мы постарались провести как можно больше экспериментов, чтобы получить максимально широкий обзор влияния синтетических данных на производительность нейронной сети. В испытании использовались наборы данных по 1000 и 2000 искусственных картинок. После чего мы заметили, что такое обучение дает низкое качество распознавания. По этой причине мы решили обучать нейросеть, смешивая синтетические данные с настоящими фотографиям», — сообщил доцент кафедры микропроцессорных средств автоматизации Леонид Мыльников.

«Наборы изображений по тематике на основе синтетических данных с небольшим количеством реальных фотографий улучшило качество обнаружения объекта нейросетью. Это решает проблему создания больших баз данных, необходимых для обучения сетей и значительно упрощает работу специалистов из ИТ сферы. Технология может применима и к движущимся изображениям», — рассказал аспирант кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» Павел Сливницин.

В настоящее время политехники занимаются получением еще более реалистичных изображений, например, содержащих такие элементы, как эффекты коррозии и деформации изучаемого нейросетью объекта. Это будет способствовать дальнейшему улучшению качества обнаружения.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.