Αρχιτεκτονική, Σχεδίαση και Ανάπτυξη Μοντέλου Μηχανικής Μάθησης για Εφαρμογή Λήψης και Διαχείρισης Εικόνας σε Κινητές Συσκευές

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία σχεδιάζεται και αναπτύσσεται ένα σύστημα λήψης και διαχείρισης εικόνων σε κινητές συσκευές με εφαρμογές Βαθιάς Μάθησης. Πιο συγκεκριμένα, το σύστημα εκτελεί αναγνώριση εικόνας σε πραγματικό χρόνο από την κάμερα μιας κινητής συσκευής χρησιμοποιώντας βαθιά νευρωνικά δίκτυα. Στην ουσία πρόκειται για μια απλή, «έξυπνη» εφαρμογή κάμερας (AI camera app) σε λειτουργικό σύστημα Android.

Η ενσωμάτωση της Βαθιάς Μάθησης στις κινητές συσκευές δεν είναι εύκολη διαδικασία καθώς οι διαθέσιμοι υπολογιστικοί πόροι είναι περιορισμένοι, ενώ οι απαιτήσεις των μοντέλων Βαθιάς Μάθησης υψηλές. Αν αναλογιστεί κανείς ότι μια εφαρμογή κάμερας είναι επίσης απαιτητική μιας και συσχετίζεται άμεσα με το υλικό της συσκευής, τότε η παράλληλη χρησιμοποίηση της κάμερας και του συστήματος αναγνώρισης ίσως μεταβάλλει τη συμπεριφορά ή μειώσει την απόδοση ενός εκ των δύο. Επομένως, απαιτείται η σχεδίαση ενός συστήματος με την κατάλληλη αρχιτεκτονική, η οποία θα δίνει τη δυνατότητα διερεύνησης όλων των ζητημάτων απόδοσης και αξιολόγησης που θα προκύψουν.

Στο πρώτο Κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο, στο δεύτερο περιγράφονται οι τεχνολογίες που αξιοποιήθηκαν, στο τρίτο περιγράφεται η αρχιτεκτονική - διαστρωμάτωση του ολοκληρωμένου συστήματος, στο τέταρτο αναλύονται τα βασικά δομικά στοιχεία και οι λειτουργίες της Android εφαρμογής, στο πέμπτο αναφέρονται βασικά στοιχεία για την ανάπτυξη του συστήματος, όπως κλάσεις και μοντέλα, στο έκτο παρουσιάζονται οι μετρήσεις χρόνου και μνήμης, ενώ στο έβδομο και τελευταίο Κεφάλαιο αναλύονται τα συμπεράσματα, η συνεισφορά της διπλωματικής εργασίας και οι μελλοντικές επεκτάσεις της.