Hibrid képalkotás és vizualizáció

Facebook
Nyomtatás

Gépi tanulás alkalmazása Mathematica-val és Pythonnal 

AwangePalanczVolgyesi
Joseph Awange, Béla Paláncz, Lajos Völgyesi: Hybrid Imaging and Visualization Employing Machine Learning with MathematicaPythonSpringer Nature Switzerland AG 2020

A számítógépes látás alapfeladata, hogy képekből valamilyen szempontok szerint releváns információt nyerjünk ki, például: található-e adott típusú objektum a képen, és ha igen, hol; mely pixelek tartoznak egy adott objektumhoz; a képen szereplő objektumok milyen nagyobb osztályokba, kategóriákba sorolhatók; vagy melyek egy kép fő jellegzetességei. A könyvben a szerzők a számítógépes látást gépi tanulási problémákként fogják fel; mivel pedig a gépi tanulásra statisztikai technikák alkalmazásaként gondolnak, ezért feltételezik a valószínűségszámítás alapvető elemeinek, jelöléseinek ismeretét.  A szerzők szerint a tématerület könyvei általában két csoportra oszthatók: vagy főként elméleteket és tételeket tárgyalnak, vagy konkrét programozási gyakorlatokat. Jelen könyvüket ezért hiánypótló műnek szánják, amely mindkét megközelítést ötvözi.

A könyv öt fejezetből áll: dimenziócsökkentés, osztályozási módszerek, clustering technikák, regressziós technikák, illetve neurális hálózatok alkalmazása a számítógépes látásban. Minden fejezet számos módszert mutat be ugyan­an­nak a problématípusnak a kezelésére. Az 1. fejezet például különféle (adatvesztéses) tömörítésekkel foglalkozik, többek között főkomponens-analízissel, szingulárisérték-felbontással, függetlenkomponens-analízissel, diszkrét Fourier-transzformációval, diszkrét wavelet-transzformációval, vagy fixponttételeken alapuló módszerekkel. Az egyes alfejezetek egy-egy nagyon rövid (általában 1-2 bekezdésnyi) elméleti összefoglalóval indulnak (nincs tehát részletes kifejtés vagy magyarázat), amit konkrét példák és programkódok ismertetése és részenkénti magyarázata követ. A szerzők hibrid programozási környezetet használnak: a programkódokat alapvetően Wolfram-nyelven (Mathematica-ban) írták, amikbe természetes módon ágyazhatók Python-kódrészletek (a Mathematica-ból a Python közvetlenül futtatható). A szerzők feltételezik, hogy az olvasó eleve ismeri ezt a két szoftvert. A bemenetet és kimenetet a \(\Rightarrow\) és \(\Leftarrow\) szimbólumok jelzik (ezeket a jelöléseket a könyv elején esetleg lehetett volna definiálni). A programkódok, bemenő adatok, képek és a programok kimenetei általában teljes terjedelmükben szerepelnek – a 419 oldalból az angol nyelvű szöveg így viszonylag csak kis részt foglal el. Emiatt a hagyományos papíralapú, vagy PDF-alapú könyvformátumot kevésbé érzem hasznosnak: a könyvbeli információ interaktív dokumentumként (például interaktív Mathematica notebook formájában) lenne legkönnyebben használható. A fejezetek végén az aktuálisan tárgyalt módszereket összehasonlítják egymással, és gyakorlati szempontokból is elemzik őket. Az egyes fejezetek tehát összképet, tételes felsorolást adnak a lehetséges módszerekről és egymáshoz való viszonyukról – kedvcsinálóul azok számára, akik a további részletekről a (fejezeteket külön-külön lezáró) irodalomjegyzék alapján tájékozódnának.

Lóczi Lajos
ELTE IK Numerikus Analízis Tanszék és BME TTK Differenciálegyenletek Tanszék

A rovat ajánlott cikkei
Talán még nem hallottak arról, hogyan tette Hilbert valóban axiomatikussá az euklideszi geometriát, és hogyan akarta logikailag megalapozni az egész matematikát. És arról, hogy az általános relativitáselmélettől kezdve a kvantummechanika születéséig szinte mindenütt ott volt, – beleértve a számítástudományt is – ahol a jövő született.
A jövővel kapcsolatos lehetőségek elképzelése és a valószínűségük megbecslése kulcsfontosságú mindennapi életünk megszervezéséhez, illetve hosszabb távú céljaink eléréséhez. Keszthelyi Gabriella idén megjelent könyve azt mutatja be, milyen gondolkodási lépéseket végzünk ilyenkor, hogy mindennek mi a matematikai és tudománytörténeti háttere, illetve mik azok az esetek, amikor az intuíciónk nem vezet helyes eredményre. A könyvet egyaránt ajánljuk középiskolás diákoknak, tanároknak, illetve egyetemi hallgatóknak a témában való elmélyüléshez.
Vegyészekhez beépített kiküldött tu­dó­sí­tónk (korábbi, az ajánlott irodalomban feltüntetett írásai nyomdokain) újfent kincset talált, amit szeretne megosztani olvasóinkkal. A jó szívvel ajánlott könyvecske tulajdonképpen egy mese – gyermekeknek, vagy inkább felnőtt, jelenlegi, jövendő és volt kutatóknak a tudományról.
Nemrég jelent meg A rövidítés tudománya – Hatékony gondolkodás a mate­ma­ti­ká­ban és a mindennapi életünkben című könyv. Alapgondolata, hogy a jól megválasztott rövidítés; jelölés, diagram, eljárás vagy definíció egyszerre gyorsítja fel a gondolkodást és teszi lehetővé az összetett problémák átlátható kezelését. A szerző, Marcus du Sautoy neve Magyar­or­szá­gon is ismert: a Park Kiadónál korábban megjelent tőle A prímszámok zenéje (2014) és A kreativitás kódja (2022) – mindkettő közérthető, tudo­mány­nép­sze­rű­sí­tő stílusban.
Fényes Imre (1917–1977) a magyar fizika egyik legendás alakja, ma is hatással van tanítványaira. Ropolyi László és Szegedi Péter most megjelent válogatása bemutatja 50 évvel ezelőtti termo­di­na­mi­kai és kvantummechanikai eredményeit, köztük kapcsolatát Heisenberg vagy éppen Neumann gondolataival.
Hírlevél feliratkozás