Аннотация 2
Abstract 3
Введение 5
Глава 1. Теоретические основы и методы машинного обучения 9
1.1 Машинное обучение. Понятие и сущность 9
1.2 Основные принципы машинного обучения 11
1.3 Машинное обучение в решении практических задач 13
1.4 Типы машинного обучения 15
Глава 2. Выбор и обоснование методов машинного обучения 19
2.1. Анализ достоинств и недостатков существующих методов
машинного обучения 19
2.2. Выбор и обоснование применяемых методов 25
Глава 3. Экспериментальная часть 29
3.1 Выбор среды разработки и языка программирования 29
3.2 Практическая реализация проекта 31
Заключение 41
Список используемой литературы 43
Приложение А исходный код программы 46
Благодаря новым вычислительным технологиям, машинное обучение сегодня не похоже на машинное обучение прошлого. Оно было основано на распознавании образов и теории о том, что компьютеры могут учиться, не будучи запрограммированными на выполнение конкретных задач; исследователи, интересующиеся искусственным интеллектом, хотели посмотреть, могут ли компьютеры учиться на данных. Итеративный аспект машинного обучения важен, потому что, поскольку модели подвергаются воздействию новых данных, они способны самостоятельно адаптироваться. Они извлекают уроки из предыдущих вычислений для получения надежных, воспроизводимых решений и результатов. Это наука, которая не нова, но набрала новый импульс.
Машинное обучение адаптируется в соответствии с использованием необходимых данных для получения опыта. Эти данные могут быть получены в следствии применения методов линейной алгебры, статистики, оптимизации и вычислительных методов компьютерных систем для вывода взаимосвязей и принятия решений. Машинное обучение играет ключевую роль в современных технологиях и предлагает широкий спектр возможностей для автоматизации и оптимизации различных отраслей. Одним из таких примеров является распознавание видео. Системы распознавания видео основаны на анализе и интерпретации визуальных данных, что позволяет компьютерам распознавать и классифицировать объекты, сцены, лица и другие элементы на видеозаписях.
Применение машинного обучения в распознавании видео имеет огромный потенциал и обеспечивает множество преимуществ. Например, в области транспорта машинное обучение может использоваться для автоматического обнаружения и классификации дорожных знаков, пешеходов или определения состояния дорожного покрытия...
В результате выполнения выпускной квалификационной работы было разработано приложение, способное преобразовывать видео с изображением шкалы прибора в значение измеряемой величины. Данное приложение было разработано с использованием языка программирования Python, а программный код был написан в среде разработки PyCharm.
Выполненная выпускная квалификационная работа была сделана с учетом ГОСТ и методических указаний [9], [10], [14].
Использование Python и среды разработки PyCharm обеспечивает гибкость и удобство разработки приложения. Python является мощным языком программирования с богатой экосистемой библиотек, которые предоставляют инструменты для обработки видео и изображений. PyCharm, в свою очередь, предлагает удобную среду разработки с возможностью отладки и автоматического завершения кода, что упрощает процесс создания и сопровождения приложения.
Результаты выполненной работы позволяют сделать вывод о положительном решении задачи по преобразованию видео с изображением шкалы прибора в значение измеряемой величины. Это означает, что приложение успешно выполняет необходимые операции и предоставляет точные результаты.
Рекомендуется применять данную разработку в метрологических центрах с целью автоматизации обработки данных, полученных с измерительных приборов. Приложение может значительно упростить процесс анализа видео с изображением шкалы прибора и позволит получать значения измеряемой величины без необходимости вручную считывать показания. Таким образом, повышается эффективность работы метрологических центров и минимизируется вероятность ошибок при обработке данных.
В целом, разработанное приложение представляет собой ценный инструмент для автоматизации обработки видео с изображением шкалы 41
прибора и может быть успешно применено в различных областях, где требуется точное измерение значений на основе видеоданных. Это приложение открывает новые возможности для улучшения процесса измерений и обработки данных, а также способствует повышению надежности и эффективности работы.
Таким образом, разработанное приложение, созданное с использованием языка программирования Python и среды разработки PyCharm, представляет собой ценный инструмент для автоматизации обработки видео с изображением шкалы прибора. Оно успешно выполняет операции по преобразованию видео в значения измеряемых величин, что значительно упрощает процесс анализа и позволяет получать точные результаты. Рекомендуется применять данную разработку в областях, где требуется надежная и эффективная обработка данных на основе видео.
1. Convolutional Neural Networks (CNN) with TensorFlow Tutorial.
[Электронный ресурс]. URL: [https://www.datacamp.com/tutorial/cnn-
tensorflow-python]
2. OpenCV Python Tutorial. [Электронный ресурс]. URL: [https://www.geeksforgeeks.org/opencv-python-tutorial/]
3. OpenCV Tutorial: A Guide to Learn OpenCV [Электронный ресурс]. URL: [https://pyimagesearch.com/2018/07/19/opencv-tutorial-a-guide-to- learn-opencv/]
4. SVM Machine Learning Tutorial - What is the Support Vector Machine Algorithm, Explained with Code Examples [Электронный ресурс]. URL: [https://www.freecodecamp.org/news/svm-machine-learning-tutorial-what- is-the-support-vector-machine-algorithm-explained-with-code-examples/]
5. Z. Gavrilov. SVM Tutorial [Электронный ресурс]. URL: [https: //web.mit.edu/zoya/www/SVM.pdf]
6. В.В.Вьюгин Математические методы теории машинного обучения и прогнозирования. [Электронный ресурс]. URL: [http: //iitp.ru/upload/publications/6256/vyugin 1. pdf]
7. Введение в OpenCV. Учебное пособие [Электронный ресурс]. URL: [https://dmkpress.com/files/PDF/978-5-97060-471-7.pdf]
8. Волегов Д.Б. Считывание показаний стрелочного прибора при
помощи web-камеры. / Д.Б. Волегов, Д.В. Юрин и др. // Московский физикотехнический институт (государственный университет) - М.: ФГУП НИИ ОПТЭКС, 2008 [Электронный ресурс]. URL:
[https://www.graphicon.ru/html/2008/proceedings/Russian/SR4/Paper_1.pdf]
9. ГОСТ 2.105 - 95. Общие требования к текстовым документам
[Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 29 с. - (Единая система
конструкторской документации).
10. ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое
описание. Общие требования и правила составления. - М.: Изд-во
стандартов, 2004. - 48 с.
11. Искусственный интеллект: линейная регрессия и методы её
обучения. Е. Коршунова [Электронный ресурс]. URL:
[https://3dnews.ru/1054963/lineynaya-regressiya-i-metodi-eyo-obucheniya]
12. Как работает линейная регрессия [Электронный ресурс]. URL: [https://pro.arcgis.com/ru/pro-app/latest/tool-reference/geoai/how-linear- regression-works.htm#:~:text=Линейная%20регрессия%20- %20это%20контролируемый%20метод,корреляцию%20зависимых%20перем енных%20с%20независимыми.]
13. Машинное обучение и искусственные нейронные сети.
[Электронный ресурс]. URL: [https://docs.yandex.ru/docs/view?url=ya-
browser%3A%2F%2F4DT1uXEPRrJRXlUFoewruMwROvrud9ZT222GXiQmU0 CG71bXl42UU8A6TVA9xeDWz6LeAe3luYN2PP_MEt8FFPkWmU97OfETapi4 xQuOEgbM2ucCKWRM162_bgKN_GFy_QK4XLSlKI5WR4ULOZLlWg%3D% 3D%3Fsign%3D3Zu5aie2j6kFX9wUHkTO9hMKZUQgUKHCg0x2JA4CKYw% 3D&name=10P-MOandINS.pptx]
14. Мкртычев, С. В. Прикладная информатика. Бакалаврская работа : электрон. учеб.-метод. пособие / С. В. Мкртычев, О. М. Гущина, А. В. Очеповский ; Тольяттинский государственный университет. - Тольятти : Изд-во ТГУ, 2019. - ISBN 978-5-8259-1386-5. [Электронный ресурс]. URL: [https://dspace.tltsu.ru/bitstream/123456789/8868/1/Мкртычев%201-57-17-ei- Z.pdf]
15. Овсянников А.В. Система автоматического контроля и
управления на основе распознавания показаний на средствах визуализации аналоговых приборов. // Тезисы доклада на международной научнотехнической конференции «Автоматический контроль и автоматизация производственных процессов». - Минск: БГТУ, 2008. С.56-63 [Электронный ресурс]. URL:44[ЬА:р8://е11Ь.Ь8и.Ьу/Ь1181геаш/123456789/8236/1/Овсянников_Система%20автоматического%20контроля.рдГ]