Нейросетевые методы обработки изображений (В.В.Китов)

Материал из MachineLearning.

(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
Текущая версия (08:27, 11 февраля 2026) (править) (отменить)
 
(81 промежуточная версия не показана)
Строка 3: Строка 3:
==О курсе==
==О курсе==
-
Спецкурс проходит на ф-те ВМиК в весеннем семестре и посвящен задаче автоматической стилизации изображений, в которой входное изображение необходимо преобразовать так, чтобы сохранить изображенные на нем предметы, но стилистику их отображения взять из другого изображения или группы изображений. Например, это может быть стилизация семейной фотографии под стиль известного художника, либо стилизация дневного фото в ночное, либо изменение зимней панорамы в летнюю. Эта задача может применяться в мультипликации, наложении спецэффектов в фильмах и видеоиграх, симуляторах и средствах дополненной реальности, а также для более точной настройки методов машинного обучения работе с изображениями за счет расширения обучающей выборки путем вариации стиля и адаптации стиля под целевую предметную область. Помимо отдельных изображений указанный подход применим для видеопоследовательностей и данных из других предметных областей (текст, речь и т.д.). Основные методы стилизации были предложены в последние 5 лет и опираются на глубинные нейронные сети, базовому изучению которых посвящена существенная часть курса.
+
Спецкурс познакомит слушателей с нейросетями, методами их обучения и регуляризации, задачами обработки изображений, последовательностей и текстов. Будут изучены как задачи классификации и регрессии, так и генеративные модели порождения новых изображений и текстов.
-
==Экзамен==
+
Изложение будет вестись с самых основ, поэтому спецкурс подойдет бакалаврам 2 и 3 курса. Бакалаврам 4 курса спецкурс будет интересен тем, что в нём особый акцент будет сделан на практическую реализацию нейросетей.
-
[https://yadi.sk/i/AdqMYWQ36bh0VA Билеты к экзамену]
+
-
[https://yadi.sk/i/FfPdQOvLP2AAmg Видео-лекция по стилизации видео]
+
В частности, будут практические семинары на Python+PyTorch по сравнению методов оптимизации и регуляризации нейросетей, классификации/локализации/стилизации и генерации изображений. Применим продвинутые архитектуры для распознавания пользовательских действий по данным акселерометров, создадим систему автодополнения поисковых запросов и развернём чат-бота локально на компьютере.
==Лектор==
==Лектор==
-
[[Участник:Victor Kitov|Виктор Владимирович Китов]], к.ф.-м.н., преподаватель кафедры [[Mmp|математических методов прогнозирования]] [http://cmc.msu.ru ВМК МГУ]. Почта: v.v.kitov(at)yandex.ru.
+
[[Участник:Victor Kitov|Виктор Владимирович Китов]], к.ф.-м.н., преподаватель кафедры [[Mmp|математических методов прогнозирования]] [http://cmc.msu.ru ВМК МГУ].
-
==Расписание==
+
Почта: v.v.kitov(at)yandex.ru.
-
Занятия проходят по четвергам в 18-00 в ауд. 612. Первое занятие - 20.02.2020.
+
-
==Программа==
+
==Требования к слушателям==
-
* Введение в машинное и глубинное обучение
+
-
* Алгоритмы настройки нейросетей. Регуляризация.
+
-
* Основные архитектуры сверточных нейросетей.
+
-
* Методы стилизации, основанные на сближении распределений.
+
-
* Методы стилизации, основанные на сопоставлении участков изображений.
+
-
* Генеративно-состязательные сети и их применения для стилизации и повышения качества изображений.
+
-
=Задание=
+
Необходимы базовые знания по математическому анализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Предварительных знаний по нейронным сетям и методам обработки изображений не требуется.
-
В рамках спецкурса всем участникам выдается задание - подготовить обзорный доклад по статьям по стилизации изображений и рассказать свои идеи улучшений предложенных методов.
+
-
=Материалы лекций=
+
==Программа курса==
-
[https://yadi.sk/i/IfR0TdxpHAhmRA Введение в машинное обучение.]
+
* Введение в глубокое обучение.
 +
* Многослойный персептрон. Основные функции активации и функции потерь.
 +
* Автокодировщик.
 +
* Работа в среде Jupyter Lab, Jupyter Notebook. Средства отладки кода.
 +
* Методы оптимизации нейросетей.
 +
* Основы работы с PyTorch, автоматическое дифференцирование, реализация простейших нейросетей.
 +
* Операции свёртки и пулинга. Свёрточные нейросети для обработки текстов и изображений.
 +
* Основные свёрточные архитектуры для классификации изображений.
 +
* Реализация свёрточных сетей и использование предобученных сетей в PyTorch.
 +
* Сегментация изображений.
 +
* Реализация задачи супер-разрешения (super-resolution) и сиамских сетей в PyTorch.
 +
* Задача переноса стиля и её практическая реализация.
 +
* Генеративно-состязательные сети.
 +
* Рекуррентные сети, трансформеры, обработка текстов.
-
[https://yadi.sk/i/H_Oi0oL1tzqBRw Многослойный персептрон.]
+
==Практикум==
 +
В рамках практикума необходимо реализовать улучшенния базовых архитектур, разобранных на практических семинарах. От студентов второго курса дополнительно требуется сделать презентацию научной статьи.
-
[https://yadi.sk/i/jIbSmgR_2akThg Сверточные нейросети.]
+
==Прохождение спецкурса==
 +
Для успешной сдачи спецкурса необходимо сдать практикум и устный экзамен.
-
[https://yadi.sk/i/XnAZ-fLKX9Bpmg Основные архитектуры сверточных нейросетей.]
+
==Регистрация на курс==
 +
Регистрация на курс происходит на самом спецкурсе по факту посещения, дополнительные действия не требуются.
-
[https://yadi.sk/i/fHZUcrVFWFbODw Оптимизационный метод переноса стиля.]
+
==Время занятий==
-
[https://yadi.sk/i/_6AInrhKcJzl9A Трансформационный метод переноса стиля.]
+
По понедельникам 18:00 - 19:30 (можем немного позже заканчивать), ауд. 658.
-
[https://yadi.sk/i/dzghc0Ufxi7zMw Перенос стиля, основанный на патчах.]
+
Первое занятие - 16.02.2026.
-
[https://yadi.sk/i/TGA1AOP64G1a_Q Технические улучшения.]
+
==Рекомендуемые ресурсы==
-
 
+
* [https://deepmachinelearning.ru Авторсий онлайн-учебник по машинному и глубокому обучению]
-
[https://yadi.sk/i/gVypaP4Kmql_rw Концептуальные улучшения.]
+
* [https://education.yandex.ru/handbook/ml Учебник школы анализа данных Яндекса по машинному и глубокому обучению]
-
 
+
* [https://pytorch.org/tutorials/ Образовательные материалы по библиотеке PyTorch]
-
[https://yadi.sk/i/uiDNs7aAe2-tUw Мульти-стилевые трансформационные модели.]
+
* [https://scholar.google.ru/ Поиск google по научным статьям]
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/QwndMEu3to27dg Расширение обучающей выборки.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/MVFsFttnAV_YMg Генеративно-состязательные сети.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/Te1zloUyBE0diQ Перенос стиля для видео.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/gwVql6oddlKuQg Компактные представления слов.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/nd48U2atjQKs2Q Сверточные сети для работы с текстами.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/by75OE1sDbR4Lg Реккурентные сети для работы с текстами.]
+
-
 
+
-
[https://yadi.sk/i/3vNqPKSwm02PoQ Применения реккурентных сетей.]
+
-
 
+
-
==Экзамен==
+
-
 
+
-
Экзамен будет проходить устно в удаленном формате. 30 минут будет дано на подготовку, можно пользоваться любыми материалами.
+
-
 
+
-
=Рекомендуемые ресурсы=
+
-
* Примеры переноса стиля для видео: [https://www.youtube.com/watch?v=Khuj4ASldmU пример 1], [https://www.youtube.com/watch?v=vMyMUNvsGfQ пример 2], [https://www.youtube.com/watch?v=BcflKNzO31A пример 3].
+
-
* [https://arxiv.org/pdf/1705.04058.pdf Обзорная статья по переносу стиля для изображений.]
+
-
* [https://www.youtube.com/playlist?list=PL3FW7Lu3i5JvHM8ljYj-zLfQRF3EO8sYv Лекции курса в Стэнфорде по сверточным нейронным сетям.]
+
-
* [http://www.pittnuts.com/2015/07/top-conferences-on-machine-learning-and-computer-vision/ Топовые конференции по машинному обучению и компьютерному зрению] (самые интересные статьи там)
+
-
* [https://scholar.google.ru/ Поиск google по статьям.]
+
-
* [https://pytorch.org/tutorials/ Образовательные материалы по библиотеке глубинного обучения PyTorch.]
+
-
* [http://d2l.ai/index.html Книга по глубинному обучению.]
+

Текущая версия


О курсе

Спецкурс познакомит слушателей с нейросетями, методами их обучения и регуляризации, задачами обработки изображений, последовательностей и текстов. Будут изучены как задачи классификации и регрессии, так и генеративные модели порождения новых изображений и текстов.

Изложение будет вестись с самых основ, поэтому спецкурс подойдет бакалаврам 2 и 3 курса. Бакалаврам 4 курса спецкурс будет интересен тем, что в нём особый акцент будет сделан на практическую реализацию нейросетей.

В частности, будут практические семинары на Python+PyTorch по сравнению методов оптимизации и регуляризации нейросетей, классификации/локализации/стилизации и генерации изображений. Применим продвинутые архитектуры для распознавания пользовательских действий по данным акселерометров, создадим систему автодополнения поисковых запросов и развернём чат-бота локально на компьютере.

Лектор

Виктор Владимирович Китов, к.ф.-м.н., преподаватель кафедры математических методов прогнозирования ВМК МГУ.

Почта: v.v.kitov(at)yandex.ru.

Требования к слушателям

Необходимы базовые знания по математическому анализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Предварительных знаний по нейронным сетям и методам обработки изображений не требуется.

Программа курса

  • Введение в глубокое обучение.
  • Многослойный персептрон. Основные функции активации и функции потерь.
  • Автокодировщик.
  • Работа в среде Jupyter Lab, Jupyter Notebook. Средства отладки кода.
  • Методы оптимизации нейросетей.
  • Основы работы с PyTorch, автоматическое дифференцирование, реализация простейших нейросетей.
  • Операции свёртки и пулинга. Свёрточные нейросети для обработки текстов и изображений.
  • Основные свёрточные архитектуры для классификации изображений.
  • Реализация свёрточных сетей и использование предобученных сетей в PyTorch.
  • Сегментация изображений.
  • Реализация задачи супер-разрешения (super-resolution) и сиамских сетей в PyTorch.
  • Задача переноса стиля и её практическая реализация.
  • Генеративно-состязательные сети.
  • Рекуррентные сети, трансформеры, обработка текстов.

Практикум

В рамках практикума необходимо реализовать улучшенния базовых архитектур, разобранных на практических семинарах. От студентов второго курса дополнительно требуется сделать презентацию научной статьи.

Прохождение спецкурса

Для успешной сдачи спецкурса необходимо сдать практикум и устный экзамен.

Регистрация на курс

Регистрация на курс происходит на самом спецкурсе по факту посещения, дополнительные действия не требуются.

Время занятий

По понедельникам 18:00 - 19:30 (можем немного позже заканчивать), ауд. 658.

Первое занятие - 16.02.2026.

Рекомендуемые ресурсы

Личные инструменты