Abstract

The article is an overview of the direction of graphic image processing based on clustering algorithms. The analysis of prospects of application of algorithms of cluster analysis in digital image processing, in particular, at segmentation and compression of graphic images, and also at recognition of images in transport sphere of activity is carried out. Comparative modeling of such algorithms of cluster analysis as K-means, Mean-Shift (clustering of average shift) and DBSCAN (based on density of spatial clustering for applications with noise) on various types of data is carried out. The simulation was performed on synthetic datasets in a Jupyter Notebook environment using the Scikit-learn library. In particular, four data sets were generated in this environment, to which these clustering algorithms were applied. The simulation results showed that the K-means algorithm can effectively describe relatively simple shapes. In contrast, the mean shift does not require assumptions about the number of clusters and the shape of the distribution, but its performance depends on the choice of scale parameters. The DBSCAN algorithm can successfully detect more complex shapes, which emphasizes one of the strengths of this algorithm - the clustering of arbitrary data. The disadvantages of the selected algorithms are also given and it is indicated on which types of images they effectively work with the estimation of computational speed.

Highlights

  • МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯБотвін М.М., (аспірант, Державний університет інфраструктури та технологій) Герцій О.А., к.т.н., доц. (завідувач кафедри «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані транспорту», Державний університет інфраструктури та технологій) технології

  • що дозволяє зменшити їх інформаційний об'єм з метою збільшення швидкості передачі даних по цифрових каналах зв'язку

  • The simulation results showed that the K-means algorithm can effectively describe relatively simple shapes

Read more

Summary

МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ

Ботвін М.М., (аспірант, Державний університет інфраструктури та технологій) Герцій О.А., к.т.н., доц. (завідувач кафедри «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані транспорту», Державний університет інфраструктури та технологій) технології. Проведено порівняльне моделювання алгоритмів кластеризації K-means, Mean-shift та DBSCAN на різних типах даних та зроблено висновки щодо доцільності застосування певного алгоритму в тих чи інших умовах. В цифровій обробці зображень (ЦОЗ) кластерний аналіз знайшов широкий круг застосування: він може бути використаний для сегментації зображень з метою спрощення і/або зміни представлення зображення для полегшення його аналізу [6,7,8]; для стиснення графічних зображень, що дозволяє зменшити їх інформаційний об’єм з метою збільшення швидкості передачі даних по цифрових каналах зв’язку [9]; при виявленні обличь на основі алгоритмів кластеризації [10]. Провести порівняльне моделювання таких алгоритмів кластерного аналізу як K-means (K-середніх), Mean-Shift (кластеризація середнього зсуву) та DBSCAN (основана на щільності просторова кластеризація для додатків з шумами) на різних типах даних та зробити висновки щодо доцільності застосування певного алгоритму в тих чи інших умовах. Це іноді може призвести до несподіваних результатів, як показано в табл. 1 на даних типу datasets.make_gaussian_quantiles

Різновид вхідних даних
СРАВНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБЪЕКТОВ
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call