Araştırma Makalesi

DeepGraphNet: Grafiklerin Sınıflandırılmasında Derin Öğrenme Modelleri

31 Ekim 2019
PDF İndir
EN TR

DeepGraphNet: Grafiklerin Sınıflandırılmasında Derin Öğrenme Modelleri

Öz

Grafik sınıflandırma modeli henüz yeni bir araştırma alanı olarak ön plana çıkan bir görüntü işleme yaklaşımıdır. Özellikle verilerin görselleştirilmesi ve kolay okunabilirliğini sağlamak için tercih edilen grafikler, programlama dillerinin esnekliğini ve görselliğini her geçen gün artırmasına bağlı olarak hızla gelişen üçüncü parti ofis yazılımları, farklı görsel türlerde grafikler oluşturabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, farklı giriş olarak verilen grafiğin hangi tür bir grafik olduğunu belirlemeyen bir derin öğrenme modeli oluşturmaktır. Analiz edilen görüntülerine düşük ve yüksek seviye öznitelik çıkarma algoritmları uygulamak yerine, doğruda derin öğrenme modellerine giriş olarak verilmiştir. Derin öğrenme algoritmalarının öznitelik öğrenme, paylaşılmış sınıflandırma ağırlıklarının transferi ve kendi içerisindeki ileri seviyeli görüntü işleme kabiliyetlerini kullanılarak modellerin grafik sınıflandırmada ki etkinlikleri kıyaslanmıştır. Çalışmada konvolüsyonel sinir ağları ve derin inanç ağları modellerinin genel başarım, hassasiyet, özgünlük, pozitif öngörü değeri ve negatif öngörü değeri gibi sınıflandırıcı performansları hesaplanmıştır. Analizlerde kullanılan veriler, çizgi grafiği, sütun grafiği, pasta grafiği ve dağılım grafiğini eşit sayıda içerecek şekilde toplam 1200 resimden meydana gelmektedir. Herbir resim dosyası 224x224 boyutta yeniden boyutlandırılarak, gri seviye resme dönüştürülmüştür. Analizlerin sınıflama süreçlerinde 5-katlı çapraz doğrulama yöntemi kullanılarak herbir verinin birrbirinden bağımsız olarak test ve eğitim süreçlerine dâhil edilmesi sağlanmıştır. Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar göstermiştir ki önerilen konvolüsyonel sinir ağları düşük, orta ve yüksek seviyeli öznitelik çıkarma kapasitesiyle %92,92 genel başarımla dört farklı grafiği sınıflandırırken, derin inanç ağları %90,04 genel başarıma kadar ulaşabilmiştir. Görüntülerdeki verilerin istatistiksel ve enerji durumuna bağlı olarak yeniden oluşturulan yansımalar her ne kadar bu verilerin belirli filtrelerden konvolüsyon işlemi sonrası elde edilen yansımalarından daha düşük sınıflandırma başarımı elde etmiş olsa da denenen farklı katman sayısına sahip modeller için yüksek başarımlar elde edilmiştir. Tensörler haline getirilen katmanların en baskın özelliklerinin belirlenerek belirleyici piksel değerlerinin havuzlama ile bir sonraki katmana aktarıldığı konvolüsyonel sinir ağları modelleri, görüntü işleme yaklaşımları için esneklik ve etkin bir kullanım sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Abdel-Zaher, A. M., & Eldeib, A. M. (2016). Breast cancer classification using deep belief networks. Expert Systems with Applications. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2015.10.015
  2. Altan, G., Kutlu, Y., & Allahverdi, N. (2016a). A Multistage Deep Belief Networks Application on Arrhythmia Classification. International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering, 4(Special Issue-1), 222–228. https://doi.org/10.18201/IJISAE.270367
  3. Altan, G., Kutlu, Y., & Allahverdi, N. (2016b). Deep Belief Networks Based Brain Activity Classification Using EEG from Slow Cortical Potentials in Stroke. International Journal of Applied Mathematics, Electronics and Computers. https://doi.org/10.18100/ijamec.270307
  4. Amara, J., Kaur, P., Owonibi, M., & Bouaziz, B. (2017). Convolutional Neural Network Based Chart Image Classification. In 25th International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Visionin co-operation with EUROGRAPHICS Association (pp. 83–88).
  5. Butler, G., Grogono, P., Shinghal, R., & Tjandra, I. (1995). Analyzing the logical structure of data flow diagrams in software documents. In Proceedings of the International Conference on Document Analysis and Recognition, ICDAR. https://doi.org/10.1109/ICDAR.1995.601962
  6. Cireşan, Dan C., Meier, U., Masci, J., Gambardella, L. M., & Schmidhuber, J. (2011). Flexible, high performance convolutional neural networks for image classification. In IJCAI International Joint Conference on Artificial Intelligence. https://doi.org/10.5591/978-1-57735-516-8/IJCAI11-210
  7. Cireşan, Dan C., Meier, U., Gambardella, L. M., & Schmidhuber, J. (2011). Convolutional neural network committees for handwritten character classification. In Proceedings of the International Conference on Document Analysis and Recognition, ICDAR. https://doi.org/10.1109/ICDAR.2011.229
  8. Dai, W., Wang, M., Niu, Z., & Zhang, J. (2018). Chart decoder: Generating textual and numeric information from chart images automatically. Journal of Visual Languages and Computing. https://doi.org/10.1016/j.jvlc.2018.08.005

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Ekim 2019

Gönderilme Tarihi

1 Ağustos 2019

Kabul Tarihi

25 Ekim 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2019

Kaynak Göster

APA
Altan, G. (2019). DeepGraphNet: Grafiklerin Sınıflandırılmasında Derin Öğrenme Modelleri. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 319-327. https://doi.org/10.31590/ejosat.638256

Cited By

Review of chart image detection and classification

International Journal on Document Analysis and Recognition (IJDAR)

https://doi.org/10.1007/s10032-022-00424-5