Теорія розпізнавання образів

Мета дисципліни: формування комплексу знань, на яких базуються сучасні системи розпізнавання образів та набуття практичних навичок моделювання предметної галузі та вирішення прикладних задач розпізнавання образів
Задачі дисципліни: 
– навчання вирішувати задачу моделювання зображень;
– навчання вирішувати задачу реалізації фільтрів;
– навчання вирішувати задачу кодування зображень;
– навчання вирішувати задачу виявлення контурів;
– навчання вирішувати задачу розпізнавання образів зображень на основі теорії рішень;
– навчання вирішувати задачу розпізнавання на основі нейронних мереж;
– навчання вирішувати задачу розпізнавання на основі кластерного аналізу;
– навчання вирішувати задачу морфологічної обробки зображень;
– вивчити методи обробки кольорових зображень.

Основні результати навчання

 Демонструвати знання й розуміння основних концепцій, принципів, теорій прикладної математики і використовувати їх на практиці.
 Володіти основними положеннями та методами математичного, комплексного та функціонального аналізу, лінійної алгебри та теорії чисел, аналітичної геометрії, теорії диференціальних рівнянь, зокрема рівнянь у частинних похідних, теорії ймовірностей, математичної статистики та випадкових процесів, чисельними методами
 Уміти розробляти та використовувати на практиці алгоритми, пов’язані з апроксимацією функціональних залежностей, чисельним диференціюванням та інтегруванням, розв’язанням систем алгебраїчних, диференціальних та інтегральних рівнянь, розв’язанням крайових задач, пошуком оптимальних рішень.
 Поєднувати методи математичного та комп’ютерного моделювання з неформальними процедурами експертного аналізу для пошуку оптимальних рішень.
 Використовувати в практичній роботі спеціалізовані програмні продукти та програмні системи комп’ютерної математики.
 Розробляти математичні моделі у вигляді нейроних мереж для задач машинного навчання.
 Уміти використовувати знання методів обробки інформації та комунікаційних технологій при вирішенні професійних завдань (управління інформацією).
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять

Л – лекційні заняття; ЛЗ – лабораторні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; КО – контрольні опитування; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.

Тематика та види навчальних занять

1 тиждень

Л1. Мета та задачі дисципліни. Моделі зображень.
ЛЗ1. Робота з зображеннями.
СРС. К.
 
2 тиждень

Л2. Основні теореми лінійної фільтрації. Реалізація фільтрів.
Л3. Нелінійні фільтри.
СРС. К.
 
3 тиждень

Л4. Узагальнена структура системи передачі зображень.    
ЛЗ2. Фільтрація зображень.
КО1.
СРС. К.
 
4 тиждень

Л5. Числові характеристики інформації. Оптимальне статистичне кодування.
Л6.Теореми Шеннона.
СРС. К.
 
5 тиждень

Л7. Кодування зображень. 
ЛЗ3. Використовування вейвлет-перетворень при аналізі зображень.
КО2.
СРС. К.
 
6 тиждень

Л8. Класифікація методів виявлення контурів. Методи виявлення контурів.
Л9. Сегментація на роздільні області. 
СРС. К.
 
7 тиждень
 
Л10.  Загальні основи ідентифікації. 
ЛЗ4. Дослідження геометричних мір близькості об'єктів і класів в системах розпізнавання. СРС. К.
 
8 тиждень

Л11. Ознаки геометричних об’єктів та текстур. 
МКР1. 
СРС. К.
 
9 тиждень

Л12. Загальні основи класифікації.
Л13. Регулярні ітераційні алгоритми.
ЛЗ5. Дослідження роботи персептрона. Правило Хебба.
СРС. К.
 
10 тиждень

Л14.  Структурні методи розпізнавання. 
КО3.
СРС. К.
 
11 тиждень

Л15. Розпізнавання на основі теорії рішень. 
Л16. Нейронні мережі.
ЛЗ6. Класифікація буквених зображень за допомогою одношарового персептрона
СРС. К.
 
12 тиждень

Л17. Розпізнавання на основі кластерного аналізу.
СРС. К.
 
13 тиждень

Л18. Загальні основи морфологічної обробки зображень.
Л19. Основні морфологічні операції.  
ЛЗ7. Моделювання автоасоціативної пам'яті за допомогою нейронної мережі Хопфілда.
КО4.
СРС. К.
 
14 тиждень

Л20. Алгоритми морфологічної обробки зображень.
СРС. К.
 
15 тиждень

Л21. Основи теорії кольору. Кольорові перетворення.
Л22. Кольорова сегментація.
ЛЗ8. Побудова радіально-базисних нейронних мереж.
МКР2.
СРС. К.

Індивідуальна робота

Не передбачена. 

Самостійна робота

Самостійна робота складає 30 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2) підготовка до лабораторних занять та до виконання індивідуальних контрольних завдань – разом 15 годин;

Процедура оцінювання

Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та лабораторних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи та 4 контрольних опитування.
Модульні контрольні роботи №1, №2  виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за бездоганне виконання становить 30 балів. Модульна робота складається з теоретичної частини (3 запитання). Максимальна оцінка за правильне виконання теоретичної частини становить 30 балів, правильна відповідь на кожне запитання оцінюється в 10 балів. 
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
КО1. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 3 тиждень.
КО2. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 5 тиждень.
ЛЗ. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 1, 3, 5, 7 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
КО3. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 10 тиждень.
КО4. Оцінка за виконання – 5 балів. Термін надання – 13 тиждень.
ЛЗ. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 9, 11, 13, 15 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є залік за результатами виконаних лабораторних робіт та модульних контрольних робіт. 

Умови допуску до підсумкового контролю

До заліку допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Складання/перескладання заліків організується за встановленим розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності.

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».

Складання/перескладання екзаменів – за встановленим розкладом.

Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Заборонено використання будь-яких підручників, посібників, конспектів лекцій, шпаргалок під час проходження модульних контролів та екзаменів..