Оренбургский государственный университет

Разработка моделей и алгоритмов распределенной интеллектуальной системы обработки визуальной информации с использованием мобильных устройств

Соглашение № 18-47-560017 р_а.

Руководитель — кандидат технических наук, доцент Ушаков Ю.А.

Проект направлен на решение фундаментальной научной проблемы повышения производительности нейронных сетей в распределенных системах с гибридной архитектурой, включающей мобильные устройства и ограниченные каналы связи. Производительность увеличивается, как на этапе обучения, так и на этапе функционирования сети за счет разделения слоев нейронной сети на входную группу (на устройстве получения информации) и рабочую группу (на устройствах дальнейшей обработки информации). За счет использования сверточных, субдисктетизационных и реккурентных слоев на входной группе снижаются требования к каналу связи. За счет выноса остальных слоев в облачную инфраструктуру достигается приемлемое быстродействие на любых переносных устройствах с минимально-допустимой конфигурацией для запуска первичной обработки информации.

В результате выполнения данной НИР получены следующие основные результаты:

1. Модели системы распределенной интеллектуальной системы обработки визуальной информации с использованием мобильных устройств, включающие:

   а) модель глубокой нейронной сети с учетом распределения ее вычисления между мобильным устройством и облачным сервисом;

   б) структурная модель облачной инфраструктуры для распределенной интеллектуальной системы обработки визуальной информации с использованием мобильных устройств;

   в) модель виртуализации облачной инфраструктуры на основе контейнеров, запускаемых поверх виртуальных машин;

   г) модель планирования размещения данных для обучения нейронных сетей в облачной инфраструктуре с учетом ее распределенного характера и мобильных источников данных.

2. Алгоритм масштабирования пула виртуальных машин для запуска облачных сервисов нейросетевых приложений.
3. Алгоритм назначения облачных сервисов нейросетевых приложений на виртуальные машины выделенного пула.
4. Алгоритмы автоматического распределения частей нейронной сети для этапов ее обучения и эксплуатации между мобильным устройством и сервисами облачной инфраструктуры с учетом типа сети, возможностей мобильного устройства и канала связи.
5. Мобильное приложение для обслуживания типовых нейронных сетей.
6. Прототип системы распределенной интеллектуальной обработки визуальной информации с использованием мобильных устройств.

Результаты исследований представлены на международных конференциях, а также опубликованы в изданиях, индексируемых системами Scopus и в журналах перечня ВАК.