Нейросетевые методы обработки изображений (В.В.Китов)

Материал из MachineLearning.

(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Рекомендуемые ресурсы)
(Экзамен)
 
(89 промежуточных версий не показаны.)
Строка 2: Строка 2:
[[Категория:Учебные курсы]]
[[Категория:Учебные курсы]]
-
Спецкурс проходит на ф-те ВМиК весной 2019 года 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 вариации их 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.
+
==О курсе==
-
+
Спецкурс проходит на ф-те ВМиК в весеннем семестре и посвящен задаче автоматической стилизации изображений, в которой входное изображение необходимо отобразить в стиле, задаваемым другим изображением. Например, это может быть стилизация семейной фотографии под стиль известного художника, либо стилизация дневного фото в ночное, либо преобразование фотогрфии в схематичную книжную иллюстрацию. Для решения задачи существуют современные подходы переноса стиля (style transfer) и генеративно-состязательные сети (generative adversarial networks). Эта задача широко используется в индустрии разлечений (например, мобильное приложение Prisma было самым скачиваемым на Android в странах СНГ в течение 10 дней после выхода), при обработке фотографий и дизайне (функции стилизации были добавлены в Adobe Photoshop 2021), может применяться в мультипликации, наложении спецэффектов в фильмах, видеоиграх и средствах дополненной реальности, а также для более точной настройки методов машинного при обучении на одной предметной области, а применении модели к другой (transfer learning). Помимо изображений указанный подход применим для видеопоследовательностей и данных из других предметных областей (текст, речь и музыка). Основные методы стилизации были предложены в последние 7 лет и опираются на глубокие нейронные сети, базовому изучению которых посвящена начальная часть курса.
 +
 
 +
Занятия проходят в формате лекций. В процессе прохождения курса каждый студент должен сделать презентацию основных идей и подходов одной из недавних статей, посвященных стилизации изображений, а также представить свои идеи улучшений традиционных методов стилизации изображений и их обосновать.
 +
 
 +
==Экзамен==
 +
[https://disk.yandex.ru/i/sU37mxSPkDMOvw Процедура экзамена и список билетов].
 +
 
==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]. Почта: v.v.kitov(at)yandex.ru.
-
==Расписание==
+
==Время занятий==
-
Занятия проходят по пятницам в 16-20 в ауд. 606. Первое занятие - 22.02.2019.
+
Занятия проходят в удаленном формате по понедельникам 18-00 - 19-30 по [https://us06web.zoom.us/j/81357650774?pwd=RWZNZzl6VmJGNlo1eDJrZy9XN0xPQT09 ссылке].
 +
Первое занятие 14 февраля.
 +
 
 +
==Лекции==
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/X92ZQYaDmJdMSA Нейросети. Многослойный персептрон.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/ebaaTEilmOpmuw Оптимизация методами градиентного и стохастического градиентного спуска.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/UwuewOCgomtK7Q DropOut, Batch-нормализация.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/1Myn1D-_A-nxRg Сверточные нейросети.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/x9b8eq_JcWB_KQ Расширение выборки изображений.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/ki9WMCubvdhdGA Архитектуры сверточных нейросетей для задачи классификации.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/lZEK0TYOIg2Dhw Оптимизационный метод переноса стиля.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/lLfe3zOC0IX28Q Трансформационный метод переноса стиля.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/9jzeENMDEA3-eA Патчевый метод переноса стиля.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/4RMfxk1Lg5eC9Q Технические улучшения методов стилизации изображений.]
 +
 
 +
[https://disk.yandex.ru/i/GJQPwB02CJXoaA Концептуальные улучшения методов стилизации изображений.]
-
==Программа==
+
[https://disk.yandex.ru/i/f7D9e7dX-iOfjA Мульти-стилевые трансформационные модели.]
-
* 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.
+
-
* Методы стилизации видеопоследовательностей.
+
-
* Генеративно-состязательные сети и их применения для стилизации и повышения качества изображений.
+
 +
[https://disk.yandex.ru/i/ng48clrTsdE_6w Семантическая сегментация.]
-
=Материалы лекций=
+
[https://disk.yandex.ru/i/gN5hPPNT8V8EdQ Детекция объектов.]
-
===Введение в машинное обучение.===
+
[https://disk.yandex.ru/i/ps83_Hr5W_7P-g Генеративно-состязательные сети.]
-
[https://yadi.sk/i/NWVXfPIV3Q3TtD Презентация].
+
 +
[https://disk.yandex.ru/i/PuWnGsJKImCTqg Приложения генеративно-состязательных сетей.]
=Рекомендуемые ресурсы=
=Рекомендуемые ресурсы=
Строка 30: Строка 55:
* [https://arxiv.org/pdf/1705.04058.pdf Обзорная статья по переносу стиля для изображений.]
* [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.]
* [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.]
* [https://pytorch.org/tutorials/ Образовательные материалы по библиотеке глубинного обучения PyTorch.]
* [http://d2l.ai/index.html Книга по глубинному обучению.]
* [http://d2l.ai/index.html Книга по глубинному обучению.]

Текущая версия


О курсе

Спецкурс проходит на ф-те ВМиК в весеннем семестре и посвящен задаче автоматической стилизации изображений, в которой входное изображение необходимо отобразить в стиле, задаваемым другим изображением. Например, это может быть стилизация семейной фотографии под стиль известного художника, либо стилизация дневного фото в ночное, либо преобразование фотогрфии в схематичную книжную иллюстрацию. Для решения задачи существуют современные подходы переноса стиля (style transfer) и генеративно-состязательные сети (generative adversarial networks). Эта задача широко используется в индустрии разлечений (например, мобильное приложение Prisma было самым скачиваемым на Android в странах СНГ в течение 10 дней после выхода), при обработке фотографий и дизайне (функции стилизации были добавлены в Adobe Photoshop 2021), может применяться в мультипликации, наложении спецэффектов в фильмах, видеоиграх и средствах дополненной реальности, а также для более точной настройки методов машинного при обучении на одной предметной области, а применении модели к другой (transfer learning). Помимо изображений указанный подход применим для видеопоследовательностей и данных из других предметных областей (текст, речь и музыка). Основные методы стилизации были предложены в последние 7 лет и опираются на глубокие нейронные сети, базовому изучению которых посвящена начальная часть курса.

Занятия проходят в формате лекций. В процессе прохождения курса каждый студент должен сделать презентацию основных идей и подходов одной из недавних статей, посвященных стилизации изображений, а также представить свои идеи улучшений традиционных методов стилизации изображений и их обосновать.

Экзамен

Процедура экзамена и список билетов.

Лектор

Виктор Владимирович Китов, к.ф.-м.н., преподаватель кафедры математических методов прогнозирования ВМК МГУ. Почта: v.v.kitov(at)yandex.ru.

Время занятий

Занятия проходят в удаленном формате по понедельникам 18-00 - 19-30 по ссылке. Первое занятие 14 февраля.

Лекции

Нейросети. Многослойный персептрон.

Оптимизация методами градиентного и стохастического градиентного спуска.

DropOut, Batch-нормализация.

Сверточные нейросети.

Расширение выборки изображений.

Архитектуры сверточных нейросетей для задачи классификации.

Оптимизационный метод переноса стиля.

Трансформационный метод переноса стиля.

Патчевый метод переноса стиля.

Технические улучшения методов стилизации изображений.

Концептуальные улучшения методов стилизации изображений.

Мульти-стилевые трансформационные модели.

Семантическая сегментация.

Детекция объектов.

Генеративно-состязательные сети.

Приложения генеративно-состязательных сетей.

Рекомендуемые ресурсы

Личные инструменты