Evoluční návrh klasifikátoru obrazů

Abstract

Táto práca sa zaoberá evolučným návrhom klasifikátora obrazov pomocou genetického programovania, konkrétne kartézskeho genetického programovania. Práca popisuje teoretické základy strojového učenia, evolučných algoritmov a genetického programovania. Súčasťou práce je popísaný návrh programu a jeho implementácia. Ďalej sú vykonané experimenty na dvoch riešených úlohách pre klasifikáciu ručne písaných číslic a klasifikáciu obrázkov kociek pomocou, ktorých sa dá určiť miera demencie pri Parkinsonovej chorobe. Najlepšie navrhnuté riešenie pre čísla má AUC 0.95 a pre kocky 0.86. Navrhnuté riešenia sú porovnané s inými metódami, konkrétne konvolučnými neurónovými sieťami (CNN) a metódou podporných vektorov (SVM). Výsledná AUC pre klasifikáciu číslic, je pre obe CNN a aj SVM 0.99 pre kocky mala CNN výslednú AUC 0.81 a SVM 0.69. Kocky sú následne porovnané z existujúcim riešením, pri ktorom bola výsledná AUC 0.70, takže na základe výsledkov experimentov je vidieť zlepšenie pri použitej metóde v tejto práci.This thesis deals with evolutionary design of image classifier with help of genetic programming, specifically with cartesian genetic programming. Thesis discribes teoretical basics of machine learing, evolutionary algorithms and genetic programming. Part of this thesis is described design of the program and its implementation. Futhermore, experiments are performed on two solved tasks for the classification of handwritten digits and the classification of cube drawings, which can be used to determine the rate of dementia in Parkinson's disease. The best designed solution for digits is with AUC of 0.95 and for cubes 0.86. Designed solutions are compared by other methods, namely convolutional neural networks (CNN) and the support vector machines (SVM). The resulting AUC for the classification of digits for both CNN and SVM is 0.99, for cubes CNN has a final AUC 0.81 and SVM 0.69. The cubes are then compared with existing solution, which resulted in AUC 0.70, so that the results of the experiments show an improvement in the method used in this thesis.