Название статьи или книги, фамилия автора, DOI

Оценка точности распознавания изображений в избирательных нейронных сетях

М. Е. Мазуров1

научная статья УДК 004.932.72 Страницы: 64-75 doi.org/10.18127/j19998554-202005-06

  1. 1 д.ф.-м.н., профессор, Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова (Москва, Россия)

Аннотация

Постановка проблемы. Распознавание объектов является одной из наиболее существенных когнитивных задач живых организмов. Распознавание объектов можно разделить на распознавание изображений, речи, музыки, ощущений, вкуса, обоняния и других объектов. В данной работе распознавание объектов рассматривается на примере распознавания изображений, которое производится с помощью машинных методов, называемых методами искусственного интеллекта, и методов нейронных сетей.

Цель. Обосновать использование специального корреляционного метода в качестве критерия для оценки точности распознавания двумерных изображений с помощью стандартных и избирательных нейронных сетей прямого распространения.

Результаты. Рассмотрены методы машинного распознавания изображений. Указано, что оценка точности распознавания в этом случае зависит от конкретной задачи распознавания и используемых для обучения датасетов в качестве обучающей базы данных в конкретном случае. Приведена общая структура распознавания изображений в виде лиц. Представлена структура нейронных сетей прямого распространения, стандартных, основанных на нейронах МакКаллока–Питтса, и избирательных, основанных на избирательных нейронах. При оценке точности распознавания двумерных изображений в стандартных и избирательных нейронных сетях предложено использование достаточно удобного корреляционного критерия. Отмечено, что предлагаемый критерий оценки точности допускает наглядную геометрическую интерпретацию.

Практическая значимость. Предлагаемый критерий использован практически для оценки точности распознавания изображений в виде набора цифр, для распознавания портретов русских и советских писателей и поэтов, «умного» распознавания электрокардиограмм.

Для цитирования

Мазуров М.Е. Оценка точности распознавания изображений в избирательных нейронных сетях // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2020. Т. 22. № 5. С. 64–75. DOI: 10.18127/j19998554-202005-06.

Список источников
  1. Форсайт Д.А., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход: Пер. с англ. М.: ИД «Вильямс». 2004.
  2. Журавлев Ю.И., Рязанов В.В., Сенько О.В. Распознавание. Математические методы. Программная система. Практические применения. М.: Фазис. 2005.
  3. Zhao W., Chellappa R., Phillips P.J., Rosenfeld A. Face recognition: A literature survey // ACM Computing Surveys. 2003. V. 35. № 4. P. 399–485.
  4. Gilani S.Z., Mian A. Learning from millions of 3D scans for large-scale 3D face recognition // 2018 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. 2018. [Электронный ресурс] arXiv:1711.05942.
  5. Филлипс П.Дж., Флинн П.Дж., Скраггс Т., Бойер К.В., Чанг Дж., Хофман К., Маркес Дж., Мин Дж., Ворек В. Обзор грандиозной задачи распознавания лиц / В кн.: Компьютерное зрение и распознавание образов. 2005. С. 947–954.
  6. Yin L., Wei X., Sun Y., Wang J., Rosato M.J. A 3D facial expression database for facial behavior research // 7th International Conference on Automatic Face and Gesture Recognition. 2006. P. 211–216.
  7. Gupta S., Castleman K.R., Markey M.K., Bovik A.C. Texas 3D face recognition database // IEEE Southwest Symp. on Image Analysis and Interpretation. 2019. P. 97–100.
  8. LeCun Y., Bottou L., Bengio Y., Haffner P. Gradient-based learning applied to document recognition // Proceedings of the IEEE. 1998. V. 86. № 11. P. 2278–2324.
  9. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. Изд. 2-е. М.: ИД «Вильямс». 2006.
  10. Галушкин А.И. Нейронные сети. Основы теории. М.: Телеком. 2010.
  11. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации: Пер. с польского И.Д. Рудинского. М.: Финансы и статистика. 2002.
  12. Магницкий Н.А. Некоторые новые подходы к построению и обучению искусственных нейронных сетей // Нелинейная динамика и управление. 2001. Вып. 1. С. 87–98.
  13. LeCun Y., Bengio Y., Hinton G. Deep learning // Nature. 2015. V. 521. P. 436–444.
  14. Патент № 2597495 РФ. Нейрон, моделирующий свойства реального нейрона / М.Е. Мазуров. Опубл. 10.09.2016. Бюл. № 25.
  15. Патент № 2597497 РФ. Однослойный перцептрон на основе избирательных нейронов / М.Е. Мазуров. Опубл. 10.09.2016. Бюл. № 25.
  16. Патент № 2598298 РФ. Импульсный нейрон, близкий к реальному / М.Е. Мазуров. Опубл. 20.09.2016. Бюл. № 26.
  17. Патент № 2597496 РФ. Однослойный перцептрон, моделирующий свойства реального перцептрона / М.Е. Мазуров. Опубл. 10.09.2016. Бюл. № 25.
  18. Mazurov M.E. Intelligent recognition of electrocardiograms using selective neuron networks and deep learning // International Conference of Artificial Intelligence, Medical Engineering, Education. Moscow, Russia. 2017. P. 182–198.
  19. Мазуров М.Е. Нелинейная динамика, почти-периодическое суммирование, автоколебательные процессы, информационное кодирование в избирательных импульсных нейронных сетях // Изв. РАН. Сер. «Физическая». 2018. Т. 82. № 11. С. 1564–1570.
  20. Мазуров М.Е. Механизмы инвариантного помехоустойчивого кодирования в импульсных нейронных сетях // Изв. РАН. Сер. «Физическая». 2020. Т. 84. № 1. С. 90–95.