Predspracovanie obrazu pre optické rozpoznávanie ... - TUKE
Predspracovanie obrazu pre optické rozpoznávanie ... - TUKE Predspracovanie obrazu pre optické rozpoznávanie ... - TUKE
FEI TU v Košiciach Diplomová práca List č. 40 4.7 Vplyv šumu na schopnosť učenie sa neurónovej siete Popis experimentu Experiment má za úlohu zistiť, ako vplýva šum v obraze na učenie sa ne- urónovej siete a akú minimálnu chybu neurónová sieť vie dosiahnuť pri akej úrovni šumu. K realizácii tohoto experimentu došlo z dvoch dôvodov: - opticky snímaný obraz nikdy nie je taký presný a kvalitný, ako je obraz generovaný, takže je potrebné zistiť, akú mieru skreslenia bude takáto neurónová sieť schopná spracovať. - generovaný obraz je príliš pravidelný, preto je vhodné obraz pred uče- ním mierne skresliť šumom, aby neurónová sieť dosiahla lepšiu kvalitu spracovania na reálnom, neideálnom vstupe. Pri náhodnom skreslení obrazu šumom existujú dva základné parametre nastavenia šumu: - percentuálne množstvo pokrytia obrazu šumom - vyjadruje, koľko per- cent zo všetkých obrazových bodov bude ovplyvnených šumom - veľkosť šumu - je to maximálna hodnota, o koľko môže šum zmeniť obrazový bod. Napr. veľkosť šumu 10% znamená, že šum môže daný bod zmeniť najviac o 10% maximálnej hodnoty bodu, teda pre 256 odtieňov šedi je najväčšia zmena obrazového bodu o 25 odtieňov šedi. Pre zjednodušenie som použil pokrytie šumu a veľkosť šumu rovnakú pre každý krok tohoto experimentu. takto: Parametre neurónovej siete boli zvolené podľa predošlých experimentov - topológia:3 ×3−5−2 - gamma = 0.1 - počet prvkov trénovacej množiny: 2000
FEI TU v Košiciach Diplomová práca List č. 41 Chyba [%] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Testovacia množina 0 10 20 30 40 50 60 pokrytie a úroveň šumu [%] Obr. 17: vplyv šumu na schopnosť učenie sa neurónovej siete Pre tento experiment bola zvolená kombinácia popredia a pozadia číslo 25, pretože tá sa neprejavila v experimente na strane 31 ako jednoduchá a ani ako problematická kombinácia. Výsledky V tomto experimete boli vyskúšané úrovne šumu od 0% po 60%. Väčšie úrovne šumu už nebolo potrebné testovať, pretože pre ne neurónová sieť dosahovala chybu, pri ktorej už nebola vhodná na spracovanie vstupného obrazu. Po realizácii experimentu boli číselné hodnoty zhrnuté v tabuľke 6 a vynesené do grafu na obrázku 17. Zhodnotenie Z tohoto experimentu vyplynulo, že ak je veľkosť vplyvu šumu a plošné po- krytie šumu menšie ako 20%, tak je neurónová sieť schopná učiť sa a spracúva- vať obraz bez zväčšených problémov. Teda pre zlepšenie kvality spracúvania neurónovou sieťou je možné použiť šum s takýmito parametrami.
- Page 1 and 2: Technická univerzita v Košiciach
- Page 3 and 4: Poďakovanie Chcem poďakovať môj
- Page 5 and 6: Thesis title: Image preprocessing f
- Page 7 and 8: Obsah Formulácia úlohy 1 1 Úvod
- Page 9 and 10: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 11 and 12: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 13 and 14: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 15 and 16: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 17 and 18: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 19 and 20: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 21 and 22: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 23 and 24: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 25 and 26: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 27 and 28: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 29 and 30: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 31 and 32: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 33 and 34: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 35 and 36: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 37 and 38: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 39 and 40: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 41 and 42: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 43 and 44: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 45 and 46: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 47: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 51 and 52: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 53 and 54: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 55 and 56: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 57 and 58: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 59 and 60: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 61 and 62: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 63 and 64: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 65 and 66: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 67 and 68: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 69 and 70: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 71 and 72: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 73 and 74: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 75 and 76: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 77 and 78: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 79 and 80: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 81 and 82: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 83 and 84: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 85 and 86: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 87 and 88: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 89 and 90: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 91 and 92: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 93 and 94: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 95 and 96: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
- Page 97 and 98: FEI TU v Košiciach Diplomová prá
FEI TU v Košiciach Diplomová práca List č. 40<br />
4.7 Vplyv šumu na schopnosť učenie sa neurónovej siete<br />
Popis experimentu<br />
Experiment má za úlohu zistiť, ako vplýva šum v obraze na učenie sa ne-<br />
urónovej siete a akú minimálnu chybu neurónová sieť vie dosiahnuť pri akej<br />
úrovni šumu. K realizácii tohoto experimentu došlo z dvoch dôvodov:<br />
- opticky snímaný obraz nikdy nie je taký <strong>pre</strong>sný a kvalitný, ako je obraz<br />
generovaný, takže je potrebné zistiť, akú mieru skreslenia bude takáto<br />
neurónová sieť schopná spracovať.<br />
- generovaný obraz je príliš pravidelný, <strong>pre</strong>to je vhodné obraz <strong>pre</strong>d uče-<br />
ním mierne skresliť šumom, aby neurónová sieť dosiahla lepšiu kvalitu<br />
spracovania na reálnom, neideálnom vstupe.<br />
Pri náhodnom skreslení <strong>obrazu</strong> šumom existujú dva základné parametre<br />
nastavenia šumu:<br />
- percentuálne množstvo pokrytia <strong>obrazu</strong> šumom - vyjadruje, koľko per-<br />
cent zo všetkých obrazových bodov bude ovplyvnených šumom<br />
- veľkosť šumu - je to maximálna hodnota, o koľko môže šum zmeniť<br />
obrazový bod. Napr. veľkosť šumu 10% znamená, že šum môže daný<br />
bod zmeniť najviac o 10% maximálnej hodnoty bodu, teda <strong>pre</strong> 256<br />
odtieňov šedi je najväčšia zmena obrazového bodu o 25 odtieňov šedi.<br />
Pre zjednodušenie som použil pokrytie šumu a veľkosť šumu rovnakú <strong>pre</strong><br />
každý krok tohoto experimentu.<br />
takto:<br />
Parametre neurónovej siete boli zvolené podľa <strong>pre</strong>došlých experimentov<br />
- topológia:3 ×3−5−2<br />
- gamma = 0.1<br />
- počet prvkov trénovacej množiny: 2000