- •Реферат
- •Содержание
- •1.Основная часть
- •1.1.Введение
- •1.2. Теоретическая часть: искусственные нейронные сети История возникновения
- •Общие принципы
- •Обучение нейронных сетей
- •Подходы к обучению
- •Обучение с учителем
- •Обучение без учителя
- •Методы обучения нейронных сетей с учителем Обучение однослойного персептрона
- •Метод обратного распространения ошибки
- •Градиентные методы
- •Эвристические методы
- •Методы обучения без учителя Обучение на основе корреляции
- •Сети pca
- •Сети ica
- •Сети с самоорганизацией на основе конкуренции
- •Алгоритм wta и сети Кохонена
- •Сети, решающие задачу распознавания образов
- •Когнитрон Архитектура
- •Обучение
- •Использование латерального торможения в обучении
- •Неокогнитрон
- •Архитектура
- •Структура слоев неокогнитрона Входной слой u0
- •Слой извлечения контраста ug
- •Обучение неокогнитрона
- •Обучение с учителем
- •Обучение без учителя промежуточных слоев
- •Обучение последнего слоя
- •Задача поиска образца на изображении
- •Структура Synapse (синаптическая связь)
- •Класс Neurolayer
- •Его наследники – классы cLayer и Slayer
- •Класс нейросети (Neuronet)
- •Преимущества и недостатки ооп-подхода
- •Производительность системы
- •Модификация системы
- •Производительность модифицированной системы
- •Алгоритм Создание сети
- •Расчет значений нейронов
- •Обработка данных
- •Обучение слоя s1 сети с учителем
- •Обучение слоя Sl без учителя
- •Обучение слоя sn
- •Поиск образцов на изображении
- •Анализ результатов Параметры реализованной системы
- •Быстродействие системы
- •Результат поиска на изображении
- •Применимость метода
- •Преимущества и недостатки системы
- •Дальнейшие возможности
- •2.ЭкономИческая часть
- •2.1. Введение
- •2.2. Сетевой график работ
- •Pert-анализ работ проекта
- •Дисперсия оценки сроков проекта
- •2.3. Затраты на создание проекта
- •Материальные затраты Расходные материалы
- •Затраты на электроэнергию
- •Заработная плата участников проекта
- •Социальные отчисления
- •Амортизационные отчисления
- •Прочие расходы
- •2.4. Выводы
- •3.Охрана труда и окружающей среды
- •3.1. Введение
- •Характеристики помещения
- •Оборудование
- •3.2. Анализ условий труда Санитарно-гигиенические факторы
- •Микроклимат
- •Освещение
- •Характеристики рабочего места
- •Электроопасность
- •Вибрация
- •Электромагнитные излучения
- •Эргономика рабочего места
- •Психофизиологические факторы
- •3.2. Расчет
- •Расчет эквивалентного шума и дозы для непостоянного шума
- •Вывод об уровне шума в помещении
- •3.3. Выводы
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение Исходные коды основных классов
2.ЭкономИческая часть
2.1. Введение
Цель дипломной работы – исследование распознавания изображений с использованием нейронных сетей и реализация программного средства, осуществляющего распознавание. В исследовании изучаются методы оптимизации алгоритмов, использующихся в различных областях, в частности – в трехмерном сканировании на этапе анализа изображений объекта. Результаты исследования, а также программная оболочка, позволяющая проводить эксперименты с параметрами алгоритма, являются основным результатом работы. Конечный программный продукт не представляет экономической ценности, результаты исследования могут, конечно, принести прибыль, однако оценить ее на этом этапе невозможно.
Основная работа выполняется одним программистом. В проекте также участвует научный руководитель, научный консультант по выполнению экономической части работы и научный консультант по выполнению задания по охране труда и окружающей среды.
2.2. Сетевой график работ
Сетевой график работ является способом планирования проекта, учитывающим максимальное и минимальное возможное время выполнения каждого задания, а также их взаимосвязь. Преимущества использования сетевого графика:
Выделение работ, которые могут выполняться параллельно
Определение «критического пути» – наиболее продолжительной последовательности работ, определяющей необходимое время разработки
Возможность оптимизации времени разработки засчет порядка выполнения некритических работ
Оценка сроков разработки на основе оптимистической и пессимистической оценки продолжительности каждой работы
Оптимизация рабочего времени участников проекта
Разработка программного продукта – проект, состоящий из большого количества отдельных задач, его планирование может существенно улучшить время работы. В данном проекте есть один основной разработчик, таким образом основной целью использования сетевого графика является планирование оптимальной последовательности работ и временная оценка, а не распределение параллельно выполняемых заданий между работниками.
Ограничения на последовательность заданий накладывает график работы научных консультантов и руководителя. У программиста в данном проекте свободный график с постоянным доступом к оборудованию и возможностью работы в любое время.
Pert-анализ работ проекта
PERT-анализ – это оценка наиболее вероятного срока выполнения работ, исходя из оптимистической, пессимистической и ожидаемой продолжительности.
Формула, по которой рассчитывается ожидаемое время работы:
,
где
tопт. – оптимистическая оценка времени работы;
tн.в. – наиболее ожидаемое время работы;
tпесс. – пессимистическая оценка времени работы.
Дисперсия для оценок времени считается по формуле:
В Таблица 2 .5 приведены оптимистические, пессимистические, наиболее вероятные и ожидаемые сроки выполнения работ. Выделены работы, относящиеся к критическому пути.
Таблица 2.5 PERT-анализ проекта
Работа |
tопт.(дней) |
tпесс.(дней) |
tн.в.(дней) |
tожид.(дней) |
δ2 |
Анализ существующих парадигм нейронных сетей |
2 |
4 |
3 |
3 |
0.11 |
Анализ алгоритмов обработки изображений |
2 |
4 |
3 |
3 |
0.11 |
Выбор среды программирования |
1 |
2 |
2 |
1.83 |
0.03 |
Проектирование нейронной сети |
4 |
7 |
5 |
5.17 |
0.25 |
Разработка алгоритмов системы |
5 |
10 |
7 |
7.17 |
0.69 |
Создание отладочных примеров |
1 |
2 |
2 |
1.83 |
0.03 |
Создание полного набора обучающих и тестовых примеров |
3 |
7 |
6 |
5.67 |
0.44 |
Реализация алгоритмов |
8 |
16 |
12 |
12 |
1.77 |
Создание отладочного интерфейса программы |
1 |
4 |
2 |
2.17 |
0.25 |
Доработка интерфейса программы |
5 |
7 |
6 |
6 |
0.11 |
Отладка программного обеспечения |
10 |
24 |
18 |
17.67 |
5.44 |
Обучение нейронной сети |
12 |
16 |
14 |
14 |
0.44 |
Анализ результатов |
8 |
12 |
10 |
10 |
0.44 |
Диаграмма Гантта графика работ над проектом (с учетом наиболее вероятного времени выполнения работ):
Рис. 2.19. Диаграмма Гантта проекта
Построение сетевой модели проекта и ее графическое отображение в виде сетевой диаграммы позволяет прояснить структуру проекта.
Таблица 2.6. Сетевая модель
Этап |
Состояние |
Идентификатор работы |
Работа |
0 |
Начало обработки теоретических сведений |
0-1 |
Анализ существующих парадигм нейронных сетей |
0-3 |
Анализ алгоритмов обработки изображений |
||
1 |
Начало планирования процесса разработки |
1-2 |
Выбор среды программирования |
2 |
Начало проектирования |
2-5 |
Проектирование нейронной сети |
3 |
Начало подготовительных работ к реализации математической части |
3-5 |
Разработка алгоритмов системы |
4 |
Начало подготовки данных для обработки |
4-7 |
Создание отладочных примеров |
4-8 |
Создание полного набора обучающих и тестовых примеров |
||
5 |
Начало программирования системы |
5-7 |
Реализация алгоритмов |
6 |
Начало разработки пользовательского интерфейса |
6-7 |
Создание отладочного интерфейса программы |
продолжение 1 Таблица 2 .6
|
|
6-10 |
Доработка интерфейса программы |
7 |
Начало отладки системы |
7-8 |
Отладка программного обеспечения |
8 |
Начало проведения исследования |
8-9 |
Обучение нейронной сети |
9 |
Начало анализа работы системы |
9-10 |
Анализ результатов |
10 |
Завершение работы |
|
|
В виде сетевой диаграммы вида «вершина-работа» проект выглядит следующим образом:
Рис. 2.20. Сетевая диаграмма(начало)
Рис. 2.21. Сетевая диаграмма (конец)
Критический путь для проекта – это наиболее продолжительная цепочка последовательно выполняющихся заданий, от которой зависит время выполнения всего проекта. Для данного проекта критическим путем является следующая последовательность работ:
анализ алгоритмов обработки изображений; разработка алгоритмов системы; реализация алгоритмов; отладка программного обеспечения; обучение нейронной сети; анализ результатов.
Время выполнения работ, относящихся к критическому пути, оценивается от 45 дней (оптимистическая оценка) до 82 дней (пессимистическая оценка). Наиболее вероятное время оценивается как 64 дня. Исходя из всего этого, ожидаемое время выполнения критической последовательности работ – 63,84 дня. Срок работ над проектом – 3 рабочих месяца. При том, что в месяце приблизительно 22 рабочих дня, время, выделенное на проект – 66 дней, то есть критическая последовательность работ укладывается в срок при наиболее ожидаемом развитии событий. Но следует учесть, что при неблагоприятном развитии событий время может превысить рамки на срок до 16 дней. Возможные меры, чтобы уложиться в сроки – работа в выходные дни. Считая с выходными днями 3 месяцев достаточно для выполнения критической последовательности работ даже при пессимистическом раскладе.
Также нужно учитывать, что в проекте только один исполнитель, и остальные работы должны выполняться в промежутках между основной последовательностью работ. Однако время их выполнения может подстраиваться под график.
Исходя из вышенаписанного, можно сделать вывод, что есть вероятность выхода проекта за назначенные сроки. Наиболее вероятный исход – завершение проекта в срок при полной занятости исполнителя. Менее вероятным исходом будет завершение проекта в назначенное время при значительном превышении нагрузки программиста. Наконец, есть вероятность того, что проект не будет завершен в назначенный срок в должном объеме. Это – наименее благоприятный исход для проекта.
