<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">procyber</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник кибернетики</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings in Cybernetics</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="epub">1999-7604</issn><publisher><publisher-name>Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.34822/1999-7604-2022-2-6-13</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">procyber-429</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Engeneering</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ТЕСТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ФРЕЙМВОРКОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ГЛУБОКОГО ОБУЧЕНИЯ НЕЙРОСЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>TESTS AND ANALYSIS OF FRAMEWORKS INTENDED FOR DEEP LEARNING OF NEURAL NETWORK MODELS</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-9195-8318</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Пчелинцев</surname><given-names>С. Ю.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Pchelintsev</surname><given-names>S. Yu.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>аспирантE-mail: veselyrojer@mail.ru</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Postgraduate</p><p>E-mail: veselyrojer@mail.ru</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0735-6205</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ковалева</surname><given-names>О. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kovaleva</surname><given-names>O. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, доцентE-mail: solomina-oa@yandex.ru</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Sciences (Engineering), Associate ProfessorE-mail: solomina-oa@yandex.ru</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-2219-4013</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Суслин</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Suslin</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>студент</p><p>E-mail: andriw_suslin@mail.ru</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Student</p><p>E-mail: andriw_suslin@mail.ru</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина, Тамбов</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Derzhavin Tambov State University, Tambov</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина, Тамбов;&#13;
Тамбовский государственный технический университет, Тамбов</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Derzhavin Tambov State University, Tambov;&#13;
Tambov State Technical University, Tambov</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>28</day><month>06</month><year>2022</year></pub-date><volume>0</volume><issue>2 (46)</issue><fpage>6</fpage><lpage>13</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Пчелинцев С.Ю., Ковалева О.А., Суслин А.А., 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Пчелинцев С.Ю., Ковалева О.А., Суслин А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Pchelintsev S.Y., Kovaleva O.A., Suslin A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/429">https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/429</self-uri><abstract><p>В статье приведено сравнение нескольких фреймворков глубокого обучения в формате тестирования в схожих условиях с целью их дальнейшего применения для решения задач в режиме реального времени на различных платформах. Одним из примеров такой задачи является определение дорожных знаков. В исследовании проводится сравнение скорости и точности выходных данных пяти популярных фреймворков глубокого обучения: TensorFlow, Neon, CNTK, MXNet, RyTorch. Для обучения в условиях ограниченных вычислительных ресурсов используются три наиболее популярные модели обучения (ResNet-20, IDSIA и ResNet-32), выбранные из-за высокоточных результатов в режиме реального времени. Именно графические процессоры обычно используются для обучения сверточных нейронных сетей. В статье собраны и проанализированы результаты вычислений с использованием как центральных, так и графических процессоров. Представлены методы оптимизации работы фреймворков, результаты их работы как на центральном, так и на графическом процессоре. Благодаря этому появилась возможность исследовать влияние входных данных на точность получаемого впоследствии результата. Данное исследование дает возможность определить и оптимизировать наиболее подходящий по критериям точности выводимых значений и затрачиваемого для обучения моделей времени фреймворк для распознавания дорожных знаков.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article compares several deep learning frameworks via testing under similar conditions in order to apply them in solving real-time problems on various platforms. Traffic signs recognition is an example of such problem. The study compares speed and accuracy of data output of five popular deep learning frameworks: TensorFlow, Neon, CNTK, MXNet, RyTorch. The most popular training models, ResNet-20, IDSIA, ResNet-32, were selected for training in conditions of limited computing resources due to their highly accurate real-time results. Graphics processing units are commonly used to train convolutional neural networks. The article compiled and analyzed the results of calculations using both central and graphics processors, presented methods of frameworks optimization and the results of their operation both on the central processor and on the graphics one. Thus, it is possible to study the data input influence on the accuracy of subsequently obtained result. The study allows determining and optimizing the most suitable framework for traffic signs recognition according to the criteria of output values accuracy and the time spent on models training.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>нейросетевые модели</kwd><kwd>глубокое обучение</kwd><kwd>фреймворк</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>neural network models</kwd><kwd>deep learning</kwd><kwd>framework</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чижова И. А., Некрасова А. С. Актуальность параллельных вычислений на Cuda // Наука молодых – будущее России : сб. науч. ст. 3-й Междунар. науч. конф. перспективных разработок молод. ученых, 11–12 декабря 2018 г., г. Курск. Курск : ЗАО «Университет. книга», 2018. С. 289–291.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Чижова И. А., Некрасова А. С. Актуальность параллельных вычислений на Cuda // Наука молодых – будущее России : сб. науч. ст. 3-й Междунар. науч. конф. перспективных разработок молод. ученых, 11–12 декабря 2018 г., г. Курск. Курск : ЗАО «Университет. книга», 2018. С. 289–291.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Багаев И. И. Анализ понятий нейронная сеть и сверточная нейронная сеть, обучение сверточной нейросети при помощи модуля TensorFlow // Математ. и програм. обеспечение систем в промышлен. и социал. сферах. 2020. № 1. С. 15–22.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Багаев И. И. Анализ понятий нейронная сеть и сверточная нейронная сеть, обучение сверточной нейросети при помощи модуля TensorFlow // Математ. и програм. обеспечение систем в промышлен. и социал. сферах. 2020. № 1. С. 15–22.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ильин Е. С., Тимохов Д. В., Бабенко В. Г. Идентификация объектов при помощи сверточных нейронных сетей // Транссибирская магистраль – экономический пояс России XX : межвузов. науч.-практ. студен. конф., 18–22 апреля 2016 г., г. Красноярск. Красноярск : Краснояр. ин-т железнодорож. транспорта, 2016. С. 154–158.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ильин Е. С., Тимохов Д. В., Бабенко В. Г. Идентификация объектов при помощи сверточных нейронных сетей // Транссибирская магистраль – экономический пояс России XX : межвузов. науч.-практ. студен. конф., 18–22 апреля 2016 г., г. Красноярск. Красноярск : Краснояр. ин-т железнодорож. транспорта, 2016. С. 154–158.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">German Traffic Sign Benchmarks. Dataset. URL: https://benchmark.ini.rub.de/gtsrb_dataset.html (дата обращения: 11.01.2022).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">German Traffic Sign Benchmarks. Dataset. URL: https://benchmark.ini.rub.de/gtsrb_dataset.html (дата обращения: 11.01.2022).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лобанов М. Г., Шоломов Д. Л. Об ускорении архитектуры сверточной нейронной сети на базе resnet в задаче распознавания объектов дорожной сцены // Информац. технологии и вычислит. системы. 2019. № 3. С. 57–65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Лобанов М. Г., Шоломов Д. Л. Об ускорении архитектуры сверточной нейронной сети на базе resnet в задаче распознавания объектов дорожной сцены // Информац. технологии и вычислит. системы. 2019. № 3. С. 57–65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cireşan D., Meier U., Masci J., Schmidhuber J. Multi-Column Deep Neural Network for Traffic Sign Classification // Neural Netw. 2012. Vol. 32. P. 333–338.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Cireşan D., Meier U., Masci J., Schmidhuber J. Multi-Column Deep Neural Network for Traffic Sign Classification // Neural Netw. 2012. Vol. 32. P. 333–338.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Koonce B. Convolutional Neural Networks with Swift for Tensorflow. Berkeley, CA : Apress, 2021. 245 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koonce B. Convolutional Neural Networks with Swift for Tensorflow. Berkeley, CA : Apress, 2021. 245 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Новосельцев В. А., Тушев А. Н. Исследование влияния предварительной обработки изображений на скорость обучения и качество распознавания нейронной сети // Программно-технич. обеспечение автоматизир. систем : материалы Всерос. молодеж. науч.-практ. конф., 9 ноября 2018 г., г. Барнаул. Барнаул : Алтайский гос. тех-нич. ун-т им. И.И. Ползунова, 2018. С. 175–182.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Новосельцев В. А., Тушев А. Н. Исследование влияния предварительной обработки изображений на скорость обучения и качество распознавания нейронной сети // Программно-технич. обеспечение автоматизир. систем : материалы Всерос. молодеж. науч.-практ. конф., 9 ноября 2018 г., г. Барнаул. Барнаул : Алтайский гос. тех-нич. ун-т им. И.И. Ползунова, 2018. С. 175–182.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
