Искусственный интеллект, интеллектуальные системы, нейронные сети. Рубрика в журнале - Программные системы: теория и приложения
Выявление действий на видео с помощью рекуррентных нейронных сетей
Ред. заметка
В настоящей работе рассмотрено применение методов компьютерного зрения и рекуррентных нейронных сетей для решения задачи выявления и классификации действий на видео.В статье приводится описание подхода, применённого авторами для анализа видеофайлов. Рекуррентные нейронные сети выступают в качестве классификатора. На вход классификатору передаются мешки слов, которые являются гистограммами низкоуровневых действий. Гистограммы представляют собой наборы дескрипторов кадров видеофайлов. Для поиска дескрипторов на изображениях используются алгоритмы SIFT, ORB, BRISK, AKAZE.
Бесплатно
Статья научная
Представлен гибридный метод глобальной оптимизации НАИЗ-PSO на основе нейросетевой аппроксимации инверсных зависимостей (координат от значений целевой функции) и метода роя частиц, служащий для нахождения глобального минимума непрерывной целевой функции многих переменных в области, имеющей вид многомерного параллелепипеда. Целевая функция рассматривается как абстрактная вычислительная процедура («чёрный ящик»).Метод использует группы пробных точек, движущихся как в методе роя частиц. Одна из возможных целей движения определяется через отображение пониженных значений целевой функции в координаты посредством модифицированных дуальных обобщённо-регрессионных нейронных сетей, конструируемых по пробным точкам.Параметрами процесса управляет эволюционный алгоритм. В алгоритме управления популяция состоит из эволюционирующих правил, заключающих в себе наборы параметров. Для оценки приспособленности особи используются две числовые характеристики: краткосрочная (очарование) и долгосрочная (достоинство)...
Бесплатно
Детектирование новообразований на компьютерных томограммах с использованием нейронных сетей
Статья научная
Представлены результаты применения нейронных сетей (НС) для задачи детектирования новообразований на компьютерных томограммах легких в условиях ограниченного количества данных. Большое внимание уделено анализу и предварительной обработке изображений, как фактору, повышающему качество работы НС. Рассмотрена проблема переобучения НС и способы ее решения. Результаты представленных экспериментов позволили сделать вывод об эффективности использования отдельных архитектур НС в совокупности с методами предварительной обработки данных для задач детектирования даже в случаях ограниченного набора обучающей выборки и малого размера детектируемых объектов.
Бесплатно
Детектирование состояний ионных каналов на мембране клетки с помощью нейронных сетей
Статья научная
Рассмотрена задача автоматизации процесса анализа открытых состояний каналов на мембране нейрона живого организма. Учитывая, что регистрация электрической активности клетки сделана методом патч-кламп при различных значениях приложенного потенциала, проведено разбиение на интервалы с постоянным потенциалом. Далее для устранения шумов к данным применены режекторный фильтр, низкочастотный и высокочастотный фильтры Чебышёва. К нормированным данным применена нейронная сеть, на основе результатов работы которой, данные изменены и повторно обработаны той же нейронной сетью. В результате работы алгоритма получена динамика состояний каналов, позволяющая регистрировать до нескольких открытых каналов одновременно.
Бесплатно
Зачем и какие суперкомпьютеры экзафлопсного класса нужны в естественных науках
Статья научная
Рассматривается подход, позволяющий выявить задачи, для решения которых нужны как современные суперкомпьютеры, так и создаваемые в настоящее время суперкомпьютеры пре-экзафлопсного класса. Возможности подхода рассмотрены на примерах актуальных задач механики, физики, химии и биологии. Включены как атомистическое моделирование, так и механика сплошных сред. Показаны преимущества тороидальной топологии. Предложены рекомендации по процедурам выбора конструкции планируемых суперкомпьютеров. Ключевые слова и фразы: атомистическое моделирование, электронная структура, молекулярная динамика, многомасштабное моделирование, радиационное старение, лазерная абляция, нуклеация, полимеры, параллельная эффективность
Бесплатно
Идентификация псевдослучайных последовательностей по моментам вероятностных распределений
Статья научная
В работе рассматривается обоснование метода определения детерминированного характера псевдослучайного процесса, формируемого нелинейным отображением 0,1, путем сопоставления двумерных смешанных моментов распределений значений, генерируемых этим отображением. Рассматривается возможность аппроксимации отображения, генерирующего псевдослучайную последовательность, по совокупности двумерных смешанных моментов распределения.
Бесплатно
Инструментальные средства анализа депрессивного состояния и личностных черт человека
Статья научная
Выполнен анализ работ, посвященных выявлению устойчивой связи между личностными чертами и депрессией человека по комплексу информации, доступной в социальных сетях. Значимость автоматизированного решения задачи определяется необходимостью своевременного выявления признаков депрессии как широко распространенного психического заболевания для принятия мер ее профилактики и лечения на ранних стадиях.Рассмотрены вопросы построения механизмов выявления закономерностей и построения современных инструментальные средств анализа данных социальных сетей для проведения научных исследований в предметной области. В качестве инструментальных средств выявления депрессии предлагается применять современные методы автоматического анализа веб-страниц, формализации выявления деструктивной информации по предложениям психологов, проверки гипотез о наличии корреляционных связей, автоматической классификации текстово-графической информации с помощью аппарата искусственных нейронных сетей в сочетании с методами семантического и психологического анализа данных.Эксперименты выявляют существенную корреляционную связь между различными градациями депрессии и некоторыми личностными чертами, а также устойчивую корреляцию между самими личностными чертами большой пятерки.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается облачная программная платформа Everest, реализующая публикацию, выполнение и композицию вычислительных приложений в распределенной среде. Описаны архитектура платформы, принципы создания приложений, интеграция платформы с внешними вычислительными ресурсами, а также интерфейс прикладного программирования платформы.
Бесплатно
Статья научная
Процессор с архитектурой управления потоком данных может выполнять до 16 команд в такт по сравнению с 4–6 командами в такт у лучших процессоров фон-неймановской архитектуры. Моделирование векторного потокового процессора показало, что его производительность на программе перемножения матриц может быть доведена до 256 флоп в такт при выдаче менее 8 команд в такт, и поддерживаться близкой к пиковой производительности при значительно меньшем размере обрабатываемых матриц. Анализируются преимущества и недостатки использования в этом процессоре на векторной обработке конвейерного «сдвоенного» умножителя и сумматора вместо раздельных умножителей и сумматоров с плавающей запятой. Ключевые слова и фразы: суперкомпьютер, векторный процессор, архитектура управления потоком данных, оценка производительности, мелкозернистый параллелизм, сдвоенная арифметика
Бесплатно
Использование механизма сверточных нейронных сетей для поиска объектов на аэрофотоснимках
Ред. заметка
В статье описан метод поиска объектов на аэрофотоснимках с применением нейронных сетей, а также алгоритм, позволяющий выполнить постобработку данных, полученных в результате работы нейронных сетей. Рассмотрена задача поиска самолетов на изображениях.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен метод распознавания содержимого отсканированных изображений плохого качества с использованием свёрточных нейронных сетей (CNN) и его программная реализация. Метод состоит из 3-х основных этапов. На первом этапе осуществляется предобработка изображения с целью выявлении контуров его буквенных и цифровых элементов и основных знаков пунктуации. На втором этапе содержимое фрагментов изображения внутри выявленных контуров последовательно подаётся на вход CNN, реализующую многоклассовую классификацию. На третьем, заключительном этапе, осуществляется постобработка совокупности ответов CNN и формирование текстового документа с результатами распознавания. Все этапы реализованы на языке Python с использованием библиотек глубокого обучения Keras, компьютерного зрения OpenCV и обработки изображений PIL. Предлагаемый в работе способ показал достаточно хорошие результаты распознавания для основных типов ухудшения качества отсканированного изображения - геометрических искажений, размытия границ, различных пометок на исходном и отсканированном изображении и т.п.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведен анализ уязвимостей сетевого протокола BotikKey, который используется в системе телекоммуникаций «Ботик» г. Переславля-Залесского для аутентификации абонентских подключений. Протокол разработан в рамках подхода Ботик-технологий, согласно которому все программно-аппаратное обеспечение сети «Ботик» является либо свободно-распространяемым, либо разработано собственными усилиями компании-провайдера. Дано описание назначения протокола и деталей реализации, и перечислены уязвимости, связанные с использованием алгоритма хеширования MD5. Приведены возможные способы компрометации протокола BotikKey, в том числе APOP-атака, целью которой является подбор пароля доступа. Даны рекомендации провайдеру услуг связи системы телекоммуникаций «Ботик» по отказу от системы BotikKey, либо переходу на более актуальные средства аутентификации абонентов.
Бесплатно
Статья научная
В работе приведено исследование устойчивости к различного рода атакам сетевого протокола BotikKey, который используется в системе телекоммуникаций «Ботик» г. Переславля-Залесского для аутентификации абонентских подключений. Протокол разработан в рамках подхода Ботик-технологий, согласно которому все программно-аппаратное обеспечение сети «Ботик» является либо свободнораспространяемым, либо разработано собственными усилиями компании-провайдера. В работе представлено назначение протокола, понятие пароля, ключа доступа, региона доступа, и схема выполнения сетевых обменов между клиентом и сервером BotikKey. Перечислены уязвимости протокола BotikKey: подбор ключа доступа методом прямого перебора на параллельных вычислительных системах, либо на «облачных» сервисах, подбор BotikKey-пароля с использованием радужных таблиц для функции хеширования MD5, SSL-атака на пользователей протокола с целью подбора пароля доступа к сети Интернет, описание последствий кражи пароля из файловой системы. Даны рекомендации провайдеру услуг связи системы телекоммуникаций «Ботик» по отказу от системы BotikKey, либо переходу на более актуальные средства аутентификации абонентских подключений.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача выделения сложных именных групп в русскоязычных публицистических текстах в приложении к задачам автоматического извлечения информации. Под сложными именными группами понимаются длинные именные группы, содержащие генитивные, предложные конструкции, а также имена собственные. Предлагается схема поиска границ именных групп, начиная с фрагмента текста, заведомо содержащего именную группу. Разработан алгоритм выделения таких фрагментов. Произведена их классификация на основании частоты встречаемости типов фрагментов, количества слов фрагмента, их частеречного состава, наличия уже выделенных именованных сущностей разных видов, информации о вхождении частей фрагментов в списки сложных предлогов и устойчивых сочетаний. Приводится первоначальная система признаков для построения алгоритма автоматического выделения именных групп в границах построенных на первом этапе анализа фрагментов. В экспериментальной части исследования произведено выделение фрагментов (58032 фрагмента) из коллекции текстов общественно-политической тематики (1000 документов), произведен анализ сложных случаев
Бесплатно
К проблеме разметки текстов на русском языке для задачи извлечения фактографической информации
Статья научная
В настоящей работе рассматривается современное состояние проблемы извлечения фактографической информации из текстов на русском языке как подзадачи в направлении Information Extraction. Проанализирован опыт разметок текстов для задачи извлечения информации о событиях в рамках проектов MUC и ACE. Обосновывается и определяется понятие модели текстового упоминания о событии, описывается его структура. Текстовое упоминание о событии представляет собой синтаксически связный фрагмент текста, обозначающий событие заданного типа. Этому фрагменту ставится в соответствие фрейм события, слоты которого заполнены информацией, которая может быть получена при анализе данного фрагмента. Предполагается, что выделение в тексте синтаксически связных фрагментов, которым сопоставлен фрейм со структурированной информацией, извлеченной из данного фрагмента, будет удобным промежуточным уровнем для работы со всем многообразием способов выражения информации о событиях в русскоязычных текстах. На примере анализа текстовых упоминаний событий назначения и отставки рассматриваются сложности извлечения фактографической информации из текстов на русском языке.
Бесплатно
Кластеризация рукописных цифр нейронной сетью Кохонена
Статья научная
Проведена кластеризация рукописных цифр по шестидесяти тысячам изображений, содержащихся в обучающей выборке базы данных MNIST. Для кластеризации использована нейронная сеть Кохонена. Для каждой рукописной цифры определено оптимальное количество кластеров (не более 50). При определении расстояния между объектами (изображениями рукописных цифр) использована евклидова норма. Проверка правильности построения кластеров проведена по данным из тестовой выборки базы MNIST. Тестовая выборка содержит десять тысяч изображений. Сделан вывод о том, что изображения из тестовой выборки принадлежат кластеру «правильной цифры» с вероятностью более 90{\%}. Для каждой цифры вычислена F-мера для оценки кластеров. Наилучшие значения F-меры получены для цифр 0 и 1 (F-среднее значение равно 0,974). Наихудшие значения получены для цифры 9 (F-среднее значение равно 0,903). Также проведён кластерный анализ, который позволил сделать выводы о возможных ошибках в распознавании нейронной сетью Кохонена. Построены пересечения кластеров для изображений рукописных цифр. Приведены примеры пересечений кластеров, а также показаны примеры изображений, которые распознаны нейронной сетью неверно.
Бесплатно
Лингвистическое моделирование темпорального адвербиала со значением локализации события
Статья научная
В статье рассмотрен класс адвербиальных выражений, выполняющих в предложении функцию временн´ ой локализации события (ТА-локализаторов). Описана семантическая структура ТА-локализатора. Предложена классификация ТА-локализаторов по способу задания референциального интервала. Выделен и описан подкласс ТА-локализаторов календарного типа, представляющий наибольший практический интерес при решении задачи календарной привязки событий. Ключевые слова и фразы: автоматическая обработка текста, извлечение фактов, лингвистический анализ указаний на время
Бесплатно
Локализация текстовых фрагментов на смешанном фоне: краткий научный обзор
Статья научная
В работе предлагается краткий научный обзор исследований, посвященных задаче выделения текстовых фрагментов на изображениях со смешанным фоном. Представлены применяемые схемы обработки данных, выделены достоинства и недостатки используемых методов и алгоритмов. Определены факторы, влияющие на качество получаемых результатов.
Бесплатно
Метод глобального улучшения управления для неоднородных дискретных систем
Статья научная
Рассматривается класс неоднородных дискретных систем (НДС), как широко распространенных на практике, так и получающихся при дискретизации непрерывных систем при решении задач оптимизации итерационными методами. Для указанного класса формулируются достаточные условия оптимальности в двух формах и строится аналог метода глобального улучшения Кротова. Приводится иллюстративный пример
Бесплатно
Метод классификации аспектов аргументации в русскоязычных текстах
Статья научная
Автоматический анализ аргументации в текстах привлекает в последние годы внимание исследователей в связи с широким диапазоном приложений, в частности, в анализе научных и юридических текстов, новостных статей, политических дебатов, студенческих эссе и социальных медиа. Новая задача в этой области- анализ аргументации с учетом аспектов, где под аспектом понимается свойство объекта, относительно которого строится довод. Учет аспектов позволяет уточнить направленность аргументации и понимание аргументационной структуры, а также может быть использован для генерации высококачественных и специфичных для выбранных аспектов доводов. В статье предлагается метод классификации аспектов аргументации в текстах на русском языке, построение на его основе и исследование моделей классификации аспектов аргументации с использованием машинного обучения и нейронных сетей. Впервые сформирован русскоязычный текстовый корпус, включающий 1426 предложений и размеченный по 16 аспектам аргументации, построена нейросетевая языковая модель классификации аргументов ArgBERT и обучены модели Random Forest для классификации аспектов аргументации. Качество классификации на основе Random Forest составляет в среднем F1=0,6373. Наилучшее качество разработанные модели демонстрируют для аспектов «Безопасность», «Влияние на здоровье», «Влияние на психику», «Отношение властей» и «Уровень жизни» (F1-мера выше 0,75).
Бесплатно
