Разработка программного комплекса для исследования каскадных нейронных сетей

1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«МЭИ»
Кафедра Управления и Интеллектуальных Технологий
Разработка программного комплекса для
исследования каскадных нейронных сетей
Студент: Човен Д.В.
Научный руководитель: профессор Филаретов Г.Ф.
2024

2.

Цель работы
Цель данной работы – создание программного инструмента для
исследования и синтеза каскадных искусственных нейронных сетей
(КИНС).
2 из 15

3.

Методы объединения моделей
машинного обучения
Ансамбли (бэггинг, бустинг, стекинг);
Автокодировщики;
Трансформеры.
3 из 15

4.

Каскадные искусственные нейронные сети
Идея комбинированных ИНС заключается в параллельном или
последовательном соединении нескольких искусственных
нейронных сетей.
Все ИНС модели обучаются одновременно на одной обучающей
выборке
Каскадные искусственные нейронные сети (КИНС) - каскадное
соединение нескольких искусственных нейронных сетей.
Использование различных обучающих выборок для обучения
ИНС различных каскадов.
В формировании выборок принимают участие результаты работы
4из 15
предыдущих каскадов.

5.

Программные средства
PyQt5, Qt Designer;
Tenosrflow, Keras;
Numpy, Pandas.
5из 15

6.

Приложение с загруженными данными
6из 15

7.

Работа с данными
Загрузка, сохранение данных;
Фильтрация по строкам и столбцам;
Парный график и матрица парной корреляции;
Замена значений;
One-hot encoding;
Нормализация;
Разбиение на обучающую и проверочную выборку.
7из 15

8.

Моделирование ИНС
8из 15

9.

Моделирование ИНС
Ввод архитектуры ИНС;
Визуализация;
Обучение;
Тестирование;
Прогноз.
9из 15

10.

Моделирование ИНС
10из 15

11.

Каскадное соединение
11из 15

12.

Каскадное соединение ИНС
Последовательное соединение двух моделей. Часть признаков
сжимается кодировщиком в пространство меньшей размерности и
подается вместе с остальными изначальными признаками на вход
второй модели.
Объединение нескольких изначальных классов в один. После
отнесения объекта первым классификатором к объединенному
классу, объект подается на вход второй модели, которая
осуществляет классификацию на несколько изначальных классов.
12 из 15

13.

Каскадное соединение
13из 15

14.

Выводы
Проведен обзор методов объединения моделей машинного
обучения;
Проведен анализ программных средств;
Разработан программный инструмент для исследования и синтеза
каскадных искусственных нейронных сетей (КИНС).
14из 15

15.

Спасибо за внимание!