ПРОГРАММА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ МНОГОЧИСЛЕННЫХ (СВЫШЕ 1000) ИЗОБРАЖЕНИЙ ЗЕРЕН ПЫЛЬЦЫ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО МИКРОСКОПА, В PYTHON, ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СВЕРТОЧНОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ LENET

Авторы

  • Ю. Б. Камалова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2019-3-4-67-74

Ключевые слова:

предобработка изображений, изображения пыльцевых зерен, нейросеть LeNet, python, библиотека opencv в python, полифлорный мед

Аннотация

Рассматривается способ сортировки изображений пыльцевых зерен на этапе предобработки для формирования выборки для обучения сверточной нейронной сети LeNet. На python разработана программа кадрирования изображения пыльцы, полученного с помощью оптического микроскопа, ImageSplitter, с помощью которой было кадрировано изображение полифлорного меда на 1131 изображение размером 128 ´ 128 пикселей при шаге скользящего окна 32 пикселя. На python разработана программа первичной классификации, позволяющая отсортировывать пустые изображения от непустых посредством задачи условий и интервалов степени заполненности черным. Проведено исследование на возможность сортировки непустых изображений на три класса по проценту заполненности черным. Вычисляется доля черных точек среди всех Perimeter total (т. е. критерий занятой зерном площади кадра), доля черных точек среди точек на границах – критерий занятого зерном периметра кадра – Perimeter black и в процентном соотношении Perimeter percentage. Осуществлялась инвертированная пороговая бинаризация  для выделения объектов. Были получены следующие результаты: в промежутке от 0 до 30 программа не вывела никаких изображений, т. е. папка output_result_0-30 оказалась пустой; в промежутке от 31–60 программа классифицировала 4 изображения, т. е. в папке output_result_31-60 оказалось 4 изображения; в промежутке 61–99 программа классифицировала 130 изображений.

Библиографические ссылки

Камалова Ю. Б. Вычисление статистических параметров в распознавании изображений зерен пыльцы, полученных с помощью растрового электронного микроскопа // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. № 1 (23). С. 120–123.

Коробейников А. В., Камалова Ю. Б. Применение сверточной нейронной сети LeNet для классификации изображений зерен пыльцы // Приборостроение в XXI веке – 2017. Интеграция науки, образования и производства [Электронный ресурс]: сб. материалов XIII Междунар. науч.-техн. конф. (Ижевск, 22–24 нояб. 2017 г.). Ижевск : Изд-во ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2018. С. 228–233. 25,9 Мб (PDF). Систем. требования: Acrobat Reader 6.0 и выше.

Аппроксимация цветных изображений на основе кластеризации цветовой палитры и сглаживания границ сплайнами и дугами / А. В. Кучуганов, В. Н. Кучуганов, П. П. Осколков, Д. Р. Касимов // Программирование. 2018. № 5. С. 3–11.

Кучуганов М. В., Кучуганов А. В. Дескрипционная логика на графах изображений // Вестник удмуртского университета. Математика. Механика. Компьютерные науки. 2018. Т. 28, № 4. С. 582–594.

Полное руководство параллельного программирования на Python. Куан Нгуен. Глава 8. Параллельная обработка изображений Python в качестве инструмента обработки изображения [Onreader]. URL: http://onreader.mdl.ru/MasteringConcurrencyInPython/con¬tent/Ch08.html#0201 (дата обращения: 11.03.2019).

Простой классификатор изображений на Python с помощью библиотеки TensorFlow: пошаговое руководство [TPRoger]. URL: https://tproger.ru/translations/image-classifier-tensorflow/ (дата обращения: 12.03.2019).

Python: распознавание объектов в реальном времени [ProgLib]. URL: https://proglib.io/p/real-time-object-detection/ (дата обращения: 24.03.2019)

Полное руководство параллельного программирования на Python. Куан Нгуен, Packt Publishing, ноябрь 2018. URL: http://onreader.mdl.ru/MasteringCon-currencyInPython/content/index.html (дата обращения: 25.03.2019).

Рябов П. И., Вологдин С. В., Максимова В. В. Алгоритм распознавания изображений с приборов учета электроэнергии // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 4. С. 42–48.

Рябов П. И., Вологдин С. В., Максимова В. В. Алгоритм распознавания изображений с приборов учета электроэнергии (Image Recognition Algorithm from the Electricity Metering Devices) // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 15, № 4. С. 42–48.

Алгоритм позиционирования БПЛА по последовательности кадров видеопотока / И. О. Архипов, М. А. Мишенков, А. А. Шутов, М. О. Еланцев // Интеллектуальные системы в производстве. 2017. Т. 16, № 3. С. 66–69.

Файлы. Работа с файлами [Python 3 для начинающих]. URL: https://pythonworld.ru/tipy-dannyx-v-python/fajly-rabota-s-fajlami.html (дата обращения: 25.04.2019).

Модуль os [Python 3 для начинающих]. URL: https://pythonworld.ru/moduli/modulos.html (дата обращения: 25.04.2019).

Интуит. Национальный открытый университет. Академия Intel: Введение в разработку мультимедийных приложений с использованием библиотек OpenCV и IPP. Лекция 1: Основные цветовые модели, представление изображения, базовые операции над изображениями. URL: https://www.intuit.ru/ studies/courses/10621/1105/lecture/17979 (дата обращения: 25.04.2019).

Библиотека OpenCV [OpenCV]. URL: https://opencv.org/ (дата обращения: 25.04.2019).

Модуль cv2 при использовании OpenCV [QaruSite]. URL: http://qaru.site/questions/52086/opencv-cannot-find-module-cv2 (дата обращения: 25.04.2019).

Описание и установка pip [Pypi.org]. URL: https://pypi.org/project/opencv-contrib-python/ (дата обращения: 25.04.2019).

Модуль os [Python 3 для начинающих]. URL: https://pythonworld.ru/moduli/modul-os.html (дата обращения: 25.04.2019).

Загрузки

Опубликован

08.10.2019

Как цитировать

Камалова, Ю. Б. (2019). ПРОГРАММА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ МНОГОЧИСЛЕННЫХ (СВЫШЕ 1000) ИЗОБРАЖЕНИЙ ЗЕРЕН ПЫЛЬЦЫ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО МИКРОСКОПА, В PYTHON, ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ СВЕРТОЧНОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ LENET. Интеллектуальные системы в производстве, 17(3), 67–74. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2019-3-4-67-74

Выпуск

Раздел

Статьи