Actual problems of automation and information technology (E-Journal) / Актуальні проблеми автоматизації та інформаційних технологій
Not a member yet
254 research outputs found
Sort by
Інформаційна технологія стилізації та колоризації зображень
Get PDFРазработана информационная технология стилизации и колоризации изображений с возможностью детальной настройки параметров на основе применения искусственных сверточных нейронных сетей и подхода transfer learning. Предложен метод повышения четкости получаемых после преобразования изображений.Nowdays due to the efficient algorithms and architectures of convolutional neural networks, as well as the possibility of applying the transfer learning approach, there are significant advances in various areas of automated image processing from accurate object detection to more creative areas such as colorization or style transfer. Given the practical significance of these tasks in various fields of human activity, it is important to create information technology and software to ensure effective and high-quality processing of visual content, as well as improving existing algorithms and approaches to obtain results that best meet expectations. In this paper the information technology of stylization and colorization of images with a possibility of both automated, and thin adjustment of parameters according to user preferences has been created. For the stylization task, it is possible to save the original colors of the content image, the transfer of style in this case is performed only in the brightness channel. This is motivated by the observation that visual perception is much more sensitive to changes in brightness than in color. Improving the detail and sharpness of the resulting images has been done by reducing the noise by the method of Total Variation, which allows, reducing the noise, to keep the edges and contours of the image unchanged. In addition, the proposed technology realizes the possibility of increasing the image resolution in the context of a stand-alone task, and it is shown that using it as a preliminary step of colorization can improve the clarity of images and the quality of the results. The proposed technology is implemented in the author's software, using Python programming language and the Tensorflow library.Розроблено інформаційну технологію стилізації та колоризації зображень з можливістю детального налаштування параметрів на основі застосування штучних згорткових нейронних мереж та підходу transfer learning. Запропоновано метод підвищення чіткості отримуваних після перетворення зображень
Methods for gaps replenishment in hydrological monitoring data
No full textРозглянуто три можливі підходи до поповнення пропущених даних на прикладі даних гідрологічного моніторингу басейну ріки Дніпро. Рішення основане на застосуванні критеріїв перевірки збігу емпіричних функцій розподілу, перевірки вибірок на однорідність та побудові регресійних залежностей.Рассмотрены три возможных подхода к пополнению пропущенных данных на примере данных гидрологического мониторинга бассейна реки Днепр. Решение основано на применении критериев проверки совпадения эмпирических функций распределения, проверки выборок на однородность и восстановлении регрессионных зависимостей.Three possible approaches to replenishment of the missed data on an example of data of hydrological monitoring of the Dnieper river basin are considered. Monitoring data contain the following information: information about the post of data collection, information about the object of observation, date of observation, value of signs. The following signs are considered: water level and water discharge. The solution is based on the application of criteria for checking the coincidence of empirical distribution functions, checking samples for homogeneity and constructing regression dependencies. The first solution is based on the definition of a group of posts for which the empirical distribution functions coincide. Within these groups, you can take the average value of the indicator for a given date. The second decision is based on the definition of a group of posts for which the hypothesis of homogeneity is confirmed. Within these groups, you can take the average value of the indicator for a given date. The third solution is based on the use of constructed regression dependencies. In the presence of one indicator and the absence of another on a given date, you can calculate one indicator on the basis of another by a certain regression
Про графові схеми методу послідовних наближень
Get PDFАктуальным является вопрос нахождения взаимосвязей непрерывной модели системы и дискретного представления архитектуры программного обеспечения. Возникает вопрос обратной задачи – прогнозирование поведения и масштабирования дискретных процессов, представления дискретной модели в виде непрерывной. В работе приведены результаты простейшего представления результатов работы метода последовательных приближений при введении бинарного отношения порядка. Приведены результаты работы метода визуализации данных разностного уравнения в терминах дискретной математики. Проведен анализ метода последовательных приближений в матричном и графическом способах. Введенное бинарное отношение между элементами привело к двум вариантам схем поиска решения трансцендентного уравнения. Вопрос о существования решения и сходимости итерационного процесса не рассматривалось.An urgent issue is the question of finding a connection between a continuous system model and a discrete representation of software architecture. The question arises about the inverse problem - predicting the behavior and scaling of discrete processes, representing the discrete model as continuous. Difference equations reflect one of the properties of the surrounding world – its discreteness. Difference equations are mainly studied to understand nonlinear phenomena and processes occurring in systems of a very different nature. The previously discovered phenomenon in one-dimensional dynamics associated with the ratio of the lengths of the orbits of periodic points was continued in the question of the existence of a mapping with orbits of a certain length with a simple scheme for constructing examples based on the introduced definition of order. The problematic of the presented results can be considered the generalization of the results of the work on binary relations. The complexity of this approach is the construction of a method for representing the data of the difference equation when determining the order relation in terms of discrete mathematics. The use of numerical methods to find an approximate solution to a first-order differential equation leads to a general difference equation. Depending on the properties of the function and the choice of the initial conditions, the iterative process of finding the roots of the transcendental equation can be graphically represented on the coordinate plane in four main schemes. The aim of the work is to compare the methods for specifying a binary relation with the difference scheme of a first-order differential equation, to analyze the properties and degree of the corresponding binary relation. The general idea of constructing a transformation scheme is presented in the form of a chain of states of the corresponding system. When the degree of the introduced binary relation is found on a converging iterative process, the properties are preserved, the matrix of relationships is transformed into a matrix with only one single element. When studying a divergent iterative process, the connections between vertices that correspond to an odd numbering disappear. The article shows the results of the simplest representation of the method of successive approximations with the introduction of a binary order relation. The question of the existence of a solution and the convergence of the iterative process is not considered. Sequential and circular schemes of the iterative process are constructed using examples of binary trees (search trees, AVL trees, and red-black trees). The use of the proposed modification of the method allows us to expand the range of existence of options for representing an iterative scheme for calculating the solution of a first-order differential equation in graphical and matrix methods with the introduction of a binary relation.Актуальним є питання знаходження взаємозв’язків неперервної моделі системи та дискретного представлення архітектури програмного забезпечення. Виникає питання оберненої задачі – прогнозування поведінки та масштабування дискретних процесів, представлення дискретної моделі у вигляді неперервної. У роботі наведено результати найпростішого представлення результатів роботи методу послідовних наближень при введенні бінарного відношення порядку. Наведено результати роботи методу представлення даних різницевого рівняння в термінах дискретної математики. Проведено аналіз методу послідовних наближень у матричному та графічному способах. Введене бінарне відношення між елементами привело до двох варіантів схем пошуку розв’язку трансцендентного рівняння. Питання про існування розв‘язку та збіжності ітераційного процесу не розглядалося
Теоретические аспекты разработки мобильного приложения для прогнозирования возможной стоимости земельного участка
Get PDFРозглянуто теоретичні аспекти розробки мобільного додатка для прогнозування ймовірної вартості земельної ділянки. Наведено кількісні і якісні методи прогнозування у практичній діяльності. Детально розглянуто метод аналізу часових рядів. Встановлено, що популярним і широко застосовуваним статистичним методом прогнозування часових рядів є модель ARIMA – авторегресивна інтегрована ковзаюча середня. Для реалізації аналізу даних методом часових рядів та для подальшого формування моделі прогнозування, а також інтеграції її в мобільний додаток, було обрано мову програмування Python. Викладено розробку прогнозування із використанням сучасних засобів на прикладі мобільного додатка із виконанням таких завдань: генерація даних для датасету; дослідження методів та алгоритмів; інтелектуальний аналіз даних; проєктування логіки прогнозування; реалізація прогнозування імовірної вартості земельної ділянки; проєктування та розробка додатка; тестування додатку. Результатом є мобільний додаток, що розроблений із використанням сучасних засобів прогнозування, який за запитом користувача видає результат прогнозування ймовірної грошової вартості земельної ділянки за потреби користувача.Forecasting the value of land is time-consuming and costly. Automating or optimizing this process saves time and money. The availability of paper documents is not convenient in today's world, it is more appropriate to use electronic services to obtain appropriate services. The article considers the theoretical aspects of developing a mobile application for forecasting the probable value of the land. Quantitative and qualitative forecasting methods in practice are given. Forecasting using time series analysis requires sufficient information in the past to predict the future state. The method of time series analysis is considered in detail. It is established that the popular and widely used statistical method of time series prediction is the ARIMA model – autoregressive integrated moving average. To implement the analysis of data by the method of time strings and to further form a model of forecasting and its integration into a mobile application, the Python programming language was chosen. After analyzing the data, forming time series, their seasonality, and forecasting, using the ARIMA model, you can proceed to convert the forecasting data model into the Core ML model, for further use (integration) in the mobile application to predict the probable value of the land. The article describes the development of forecasting using modern tools on the example of a mobile application with the following tasks: data generation for the date set; research of methods and algorithms; data mining; designing forecasting logic; implementation of forecasting the probable value of the land plot; application design and development; application testing. The result is a mobile application developed using modern forecasting tools, which at the request of the user gives the result of forecasting the probable monetary value of the land for the needs of the user.Рассмотрены теоретические аспекты разработки мобильного приложения для прогнозирования возможной стоимости земельного участка. Приведены количественные и качественные методы прогнозирования в практической деятельности. Подробно рассмотрен метод анализа временных рядов. Установлено, что популярным и широко применяемым статистическим методом прогнозирования временных рядов является модель ARIMA – авторегрессивная интегрированная скользящая средняя. Для реализации анализа данных методом временных строк и для дальнейшего формирования модели прогнозирования и интеграции ее в мобильное приложение был избран язык программирования Python. Изложены разработка и прогнозирование с использованием современных средств на примере мобильного приложения с выполнением следующих задач: генерация данных для датасета; исследования методов и алгоритмов; интеллектуальный анализ данных; проектирование логики прогнозирования; реализация прогнозирования вероятной стоимости земельного участка; проектирование и разработка приложения; тестирование приложения. Результатом является мобильное приложение, разработанное с использованием современных средств прогнозирования, которое по запросу пользователя выдает результат прогнозирования вероятной денежной стоимости земельного участка по требованию пользователя
Реалізація алгоритму визначення унікальних слів у матеріалі та визначення невивчених слів на основі словникового запасу
Get PDFРассмотрены возможные варианты определения словарного запаса пользователя и практические алгоритмы при реализации системы изучения иностранного языка на основе словарного запаса пользователя: получение текста фильма с его идентификатором, алгоритм определения уникальных слов, алгоритм парсинга файлов субтитров.Vocabulary size is an important part of the language learning process for every student. The process of growth must be continuous and regular and it is hard to achieve when a student is not in native speakers' surround – for students that learn English as a second language. Vocabulary size grows for 10–20 words every day for native speakers according to researches and it happens in natural and easy-to-learn ways. The meaning of each new word is understandable from the context of other known words. Moreover, vocabulary can be active and passive. It means that some words can be known by a person but now used when speaking – it's passive vocabulary. It should be considered when determining the vocabulary size of the person. Understanding a user's vocabulary size is an important part when building a language learning service. Especially when building a language learning system based on materials that the user provides to the service. The service has to determine: user vocabulary size and unknown words in a selected material to learn for the current users. Moreover, it’s important to be able to extract text from any material type user provides: such as a movie or book or article or just video on the internet. The first material type to implement is a movie. In this case, we have to be able to extract text from the movie by its name of identification, analyze text, and determine unique words and phrases. And the most important algorithm – fetch all unlearned words from for user from selected material based on the user's vocabulary. There is also important to research types of determining user vocabulary in the least time with acceptable precisious. It can vary for different material types. The practical goal of this article is to implement the basic architecture of service for language learning: DB schema, basic algorithms.Розглянуто можливі варіанти визначення словникового запасу користувача та практичні алгоритми при реалізації системи вивчення іноземної мови на основі словникового запасу користувача: отримання тексту фільму за його ідентифікатором, алгоритм визначення унікальних слів, алгоритм парсингу файлів субтитрів
Метод ранжування об'єктів для пошуку за ключовими словами у децентралізованій мережi
Get PDFРазработан метод ранжирования объектов для поиска по ключевым словам в децентрализованной сети. Представленный метод поддерживает 2 вида поиска: пин-поиск и поиск суперсета, которые могут быть использованы для построения поисковой инфраструктуры разного вида приложений, среди которых: система для поиска документов, обмен файлами и широкий спектр мультимедийных приложений.Search is a core part of any complete file and resource distribution system. Determining the location of unknown files by description – for example, based on keywords or meta-data resources – requires searching. In modern peer-to-peer systems end users cannot retrieve content unless it knows its unique name. In contrast, Web search services, such as Google, allow users to search for content (documents, images, videos, locations etc.). However, these services must actively and repeatedly index the Internet content by hyper-linking from one resource to another. Today, the exponential growth of Internet content makes it difficult to build and maintain a complete index of documents to support effective search. The breadth and rapid development of the Internet means that even the best search services will always be incomplete and inaccurate. The purpose of this work is to develop an efficient peer-to-peer search architecture and algorithm, that support object ranking and superset search. Proposed system involves hypercubes and spanning binomial trees to provide scalable and efficient multiple keyword mechanism, that supports features, that are highly desired for convenient and effective search infrastructure, while being fully decentralized and fault-tolerant. Dynamic Hash-Tables are used as an overlay network considering their popularity and a list of valuable characteristics. Proposed index scheme uses a clustered approach to group objects based on their keyword sets. This allows you to more evenly distribute workload across network nodes when performing general keyword searches. The described method scales well on a large scale network. In addition, low-level optimizations, such as route caching and search record information on adjacent nodes, can be used to further improve method scaling and reduce overall node load.Розроблено метод ранжування об’єктів для пошуку за ключовими словами у децентралізованій мережі. Представлений метод підтримує 2 види пошуку: пін-пошук та пошук суперсету, які можуть бути використанні для побудови пошукової інфраструктури різного виду застосунків, серед яких: система для пошуку документів, обміну файлами та широкий спектр мультимедійних застосунків
Structure of information technology for detecting speech defects in speech signal
Get PDFОписано запропоновану авторами інформаційну технологію виявлення дефектів мовлення, методи фонемної сегментації мовного сигналу, класи дефектів, що виявляються, а також способи виявлення цих дефектів. Надано проектно-системну документацію програмного пакета, в якому реалізовано описані алгоритми.Описана предложенная авторами информационная технология обнаружения дефектов речи, методы фонемной сегментации речевого сигнала, классы дефектов, а также способы выявления этих дефектов. Представлена проектно-системная документация программного пакета, в котором реализованы описанные алгоритмы.The purpose of this paper is to describe the methods and algorithms of information technology proposed by authors for speech defects detection. The task of speech defects detection contains the tasks of segmentation of the speech signal, phoneme classification, as well as comparing the possibly impaired speech with a properly spoken reference signal. Comparisons should be made both for the signal as a whole (detection of missed phonemes) and for each phoneme separately (detection of defective phonemes). The segmentation algorithm used in information technology is based on the assertion that, at interphonemic transitions, the signal undergoes significant changes on many scales at once and is characterized by an increase in wavelet detailing coefficients, while in stationary areas the wavelet coefficients are grouped near certain scales. Phoneme wise presentation of the signal makes it possible to identify defects related to the incorrect pronunciation of the phoneme present in the word - the case where the total number of phonemes in the word remains unchanged. It is also possible to detect complete loss of the phoneme or the appearance of extra phonemes. To map phonemes to references, we use a dynamic timeline transformation algorithm, the vector of parameters of which is the Euclidean distance between the Fourier decomposition bands. In order to determine the degree of proximity of the input to the reference, an additional limitation is proposed, according to which the distance from the input signal to the reference signal should be significantly different from the distances for other files. As a response threshold, 1/3 of the variance of distances between files was used. When the number of phonemes in a word does not match the reference, each phoneme of the reference is mapped to an input file, so that one of the input phonemes is matched, without violating the order of phonemes. If more than one non-identified section in a row is detected during segmentation, the sections are combined and compared to the base of the reference phonemes as one phoneme. If the base of the reference phonemes does not match the nearest result to the adjacent left or right phonemes, the segment of the speech is marked as defective. The described algorithms are implemented as part of information technology for assisting in the formulation of the pronunciation by providing the ability to independently assess the quality of the pronunciation
Кластеризація даних з пропусками методом k-середніх
Get PDFПриведен обзор существующих подходов к кластеризации данных с пропусками. Проведены вычислительные эксперименты для их сравнения в случае применения метода k-средних. Для сравнения выбраны методы заполнения пропусков средним, медианой и на основе метода главных компонент, а также методы кластеризации данных с пропусками KSC и k-POD. Полученные результаты показали преимущества метода KSC и заполнения пропусков на основе метода главных компонент.The clustering task is a very important data mining task arising in many applications. However, well known and widely used clustering methods cannot work with datasets that have missing values. The paper provides an overview of the existing approaches to data with missing values clustering and a comparative analysis of chosen approaches when applying the k-means clustering method. Commonly used approaches are: 1) deletion entities or features with missing values with further complete data clustering, 2) imputation (filling in the missing values) with further complete data clustering, 3) using clustering methods that work with missing data. The following methods within these approaches were chosen for comparison: mean substitution, median substitution, imputation based on principal component analysis and two k-means extensions – KSC and k-POD. In order to conduct the comparative analysis the software «ClustDMV» was developed on the C# using the .NET Core framework. The software is a desktop application with a graphical interface.The following computational experiments were carried out using the created software. One hundred two-dimensional datasets were simulated in each experiment. All the datasets in one experiment were modeled with the same clusters parameters. Each dataset consists of 800 entities from four clusters. Then a certain percentage of omissions were randomly entered into the data. After that, either the missing values were filled in and k-means method was used with the complete data, or the KSC and k-POD methods were applied to the data with missing values. In order to evaluate the clustering quality Rand index was used. Indexes obtained on all 100 datasets were averaged.The paper presents the results of three typical experiments. According to the results the KSC method and imputation based on principal component analysis showed the best performance.Наведено огляд існуючих підходів до кластеризації даних з пропусками. Проведено обчислювальні експерименти для їх порівняння у разі застосування методу k-середніх. Для порівняння обрано методи заповнення пропусків середнім, медіаною і на основі методу головних компонент, а також методи кластеризації даних з пропусками KSC і k-POD. Одержані результати показали перевагу методу кластеризації KSC та заповнення пропусків на основі методу головних компонент
Онлайн-система ідентифікації рослин за фотозображеннями
No full textРазработана информационная онлайн-система идентификации растений по их фотоснимкам. Математическую основу составили алгоритмы нахождения ключевых точек, такие как SURF, SIFT и FREAK, модель BOVW и метод опорных векторов. Осуществлена апробация разработанной программы и проведен сравнительный анализ алгоритмов.An online information system for identifying plants by their photographs has been developed. The mathematical basis was formed by algorithms for finding key points, such as SURF, SIFT and FREAK, the BOVW model and Support Vector Machine algorithm. The developed program was tested and a comparative analysis of the algorithms was carried out.В умовах постійної взаємодії із зовнішнім світом і живою природою в житті людини постає проблема швидкої та точної ідентифікації рослин, оскільки рослини відіграють значну роль не тільки у сільськогосподарській галузі, але й також у паливно-енергетичному комплексі, медицині, екології, інтер’єрі, вивченні навколишнього світу тощо. У цій роботі запропоновано інформаційну онлайн-систему ідентифікації рослин за їх фотознімками. Розробку програмного забезпечення здійснено у вигляді клієнт-серверної архітектури із застосуванням сучасних технологій (мови С#, TypeScript, HTML, CSS, фреймворки ASP.NET MVC, ASP.NET WebApi, Angular), потужних алгоритмів розпізнавання зображень та машинного навчання. Математичну основу склали алгоритми знаходження ключових точок, такі як SURF, SIFT та FREAK, модель BOVW (Bag-Of-Visual-Words) і метод опорних векторів. Система має простий, лаконічний та зрозумілий інтерфейс, адаптивну верстку, забезпечує зручну взаємодію з користувачем з будь-якого пристрою за наявності доступу до мережі Інтернет, можливості легкого розширення бібліотеки зображень. Здійснено апробацію розробленої програми на різних наборах даних (фотографії листя дерев та квітів, у тому числі зроблених на мобільний телефон, що є найбільш типовим сценарієм взаємодії користувача із системою) та проведено порівняльний аналіз зазначених алгоритмів (досліджувався вплив кількості даних, слів у моделі BOVW, зашумленості та строкатості фону, типу ядрової функції у методі головних компонент, інваріантність до повороту та масштабу тощо). Навіть на досить малих за обсягом наборах даних для навчання система демонструє непогану якість розпізнавання
Аналіз сучасного стану інформаційних технологій оцінки психоемоційного стану людини
Get PDFРассмотрена проблема распознавания психоэмоционального состояния человека, современные методы распознавания эмоций. Проанализированы особенности распознавания эмоций человека с помощью современных технологий, связь между нарушением нервной системы человека и влиянием этих нарушений на эмоции и их выражение. Представлен анализ математических методов обработки эмоционального состояния человека. Проанализированы современные программные средства обработки эмоций. Применение распознавания эмоционального состояния человека позволяет сделать выводы о состоянии нервной системы, определить ее состояние в повседневных рабочих случаях, которые могут быть связаны с опасностью для жизни, к примеру, ночные рейсы для водителей.This article discusses the problem of recognizing the psycho-emotional state of a person. Modern methods of recognition of emotions are considered. The features of recognition of human emotions using modern technologies are analyzed. The relationship between the violation of the human nervous system and the effect of these disturbances on emotion and their expression is considered. The analysis of mathematical methods for processing a person’s emotional state is presented. Analyzed modern software for processing emotions. The use of recognition of the emotional state of a person allows us to draw conclusions about the state of the nervous system, to determine its condition in cases that are associated with a danger to life, for example, night flights for drivers. Also, the article considers the basic algorithm for automatic recognition of emotions. The Viola – Jones method is analyzed, since it is the most effective method for highlighting the face in the image. Particular features of the face in the image by the method of Viola – Jones are considered. It is determined that for the recognition of emotions, points located on the eyebrows and lips are used in combination with each other. The standard Viola–Jones method uses rectangular features. These are called Haar primitives, which are also covered in the article. Modern software tools for processing emotions that can recognize such emotions as anger, sadness, joy, surprise, anger, fear, disgust are considered. Such systems allow in a number of cases to avoid accidents caused by inattention, drowsiness or poor state of health of the driver. Emotional recognition is also applicable in a number of other fields, such as telecommunications, video games, animation, psychiatry, automated training, etc. Recognition of human emotions naturally allows to increase the degree of intellectualization of their interaction, for example, to ensure correct response to the human condition.Розглянуто проблему розпізнавання психоемоційного стану людини, сучасні методи розпізнавання емоцій. Проаналізовано особливості розпізнавання емоцій людини за допомогою сучасних технологій, зв'язок між порушенням нервової системи людини і впливом цих порушень на емоції та їх відображення у виразі на обличчі. Представлено аналіз математичних методів обробки емоційного стану людини. Проаналізовано сучасні програмні засоби обробки емоцій. Застосування розпізнавання емоційного стану людини дозволяє зробити висновки про стан нервової системи, визначити її стан у повсякденних робочих випадках, які пов'язані з небезпекою для життя, наприклад, нічні рейси для водіїв