Програмне забезпечення розпізнавання та сегментації об'єктів на зображеннях з використанням комп'ютерного зору

Abstract

Розпізнавання та сегментація об'єктів на зображеннях є ключовими завданнями у сфері обробки зображень та комп'ютерного зору. Об’єкт роботи: процес розпізнавання та сегментації об’єктів на зображеннях з використання комп’ютерного зору. Предмет роботи: інструментальні засоби розробки програмного забезпечення розпізнавання та сегментації об’єктів. Мета і завдання роботи: вдосконалити процес розпізнавання та сегментації об’єктів на зображеннях шляхом створення програмного забезпечення з використанням інструментарію штучного інтелекту. Для досягнення мети було виконано перелік наступних завдань: 1. оглянуто технологій комп’ютерного зору; 2. досліджено методи розпізнавання та сегментації; 3. проаналізовано ринок наявних технологій і рішень для вирішення завдань розпізнавання та сегментації зображень; 4. спроєктовано архітектуру програмного забезпечення; 5. досліджено специфікації вимог; 6. обрано інструменти для реалізації застосунку; 7. програмно реалізовано застосунок; 8. протестовано програму розпізнавання. У першому розділі розглянуто предметну сферу та головні можливості методів розпізнавання та сегментації, досліджено проблематики, а також наведено функціональні вимоги. У другом розділі розглянуто математичну моедль сегментації та її методів, також визначено архітектури згорткових нейронних мереж та порівняно їх для визначення найкращої. У третьому розділі описані програмні методи реалізації застосунку, обрані датасети, а також навчання моделей, відповідними даними. У четвертому розділі розроблено та протестовано програмний код застосунку. У результаті було розроблено застосунок для розпізнавання та сегментації зображень. Recognition and segmentation of objects in images are key tasks in the field of image processing and computer vision. Object of the work: the process of recognizing and segmenting objects in images using computer vision. The subject of the work: tools for development of object recognition and segmentation software. The purpose and tasks of the work: to improve the process of recognition and segmentation of objects in images by creating software using artificial intelligence tools. To achieve the goal, a list of the following tasks was defined: 1. reviewed computer vision technologies; 2. methods of recognition and segmentation were investigated; 3. the market of available technologies and solutions for solving image recognition and segmentation tasks was analyzed; 4. the software architecture is designed; 5. specifications of requirements were studied; 6. tools for application implementation are selected; 7. the application is implemented programmatically; 8. the recognition program was tested.In the first chapter, the subject area and main capabilities of the recognition and segmentation methods are considered, the problems are investigated, and the functional requirements are given. The second chapter examines the mathematical model of segmentation and its methods, also defines the architecture of convolutional neural networks and compares them to determine the best one. The third chapter describes software implementation methods of the application, selected datasets, as well as training of models with relevant data. In the fourth chapter, the application code is developed and tested. As a result, an application for image recognition and segmentation was developed.