🌐 Эта страница также доступна на English 🇬🇧

Pyolimp

Данный проект представляет собой фреймворк на основе методов машинного обучения для предкомпенсации изображений с целью коррекции нарушений зрения — в частности, дефектов цветового зрения (ДЦЗ) и рефракционных искажений (РИЗ). Фреймворк включает в себя как нейросетевые, так и не нейросетевые модули, что позволяет эффективно решать задачу предкомпенсации различными методами.

Обзор проекта

Данный проект направлен на предкомпенсацию визуальных нарушений с использованием методов машинного обучения. Он представляет собой универсальный фреймворк, поддерживающий как нейросетевые (NN), так и не нейросетевые (non-NN) подходы для восстановления качества изображения у пользователей с различными нарушениями зрения. Направления прикладного использования следующие:

• Предкомпенсация дефектов цветового зрения (ДЦЗ): Компенсация цветовой слепоты (например, протанопия, дейтеранопия).
• Предкомпенсация рефракционных искажений зрения (РИЗ): Коррекция искажений, вызванных нарушениями рефракции, с улучшением чёткости и резкости изображения.
• Предкомпенсация других типов искажений: Фреймворк может быть использован для обучения и применения обученных нейросетевых архитектур предкомпенсации искажений, отличных от ДЦЗ и РИЗ.

Требования к проекту

• Python 3.10+
• Pytorch 2.4+
• Дополнительные зависимости, перечисленные в pyproject.toml

Технические характеристики ПК:

• аппаратная платформа, на которой может быть запущена 64-разрядная ОС Ubuntu версии 22.04 LTS или выше или Windows версии 10 и выше;
• не менее 16 ГБ оперативной памяти;
• восьмиядерный процессор x86 2.5 ГГц и выше или аналогичный ему;
• видеокарта с поддержкой cuda 12.+, и не менее 12 ГБ видеопамяти;
• не менее 100 ГБ свободного места на жёстком диске;
• клавиатура и мышь (или тачпад).

Установка

pip install olimp

или

pip install git+https://github.com/pyolimp/pyolimp.git

Обновление фреймворка до последней версии

pip install -U olimp

или

pip install -U git+https://github.com/pyolimp/pyolimp.git

Использование

1. Не нейросетевые модули для предкомпенсации ДЦЗ и РИЗ

Чтобы запустить алгоритм оптимизации для предкомпенсации РИЗ с использованием метода Брегмана-Джамбо, выполните:

python3 -m olimp.precompensation.optimization.bregman_jumbo

Чтобы запустить алгоритм оптимизации для предкомпенсации РИЗ с использованием метода Монталто, выполните:

python3 -m olimp.precompensation.optimization.montalto

Чтобы запустить алгоритм оптимизации для предкомпенсации ДЦЗ с использованием метода Тенненхольца-Зачевского, выполните:

python3 -m olimp.precompensation.optimization.tennenholtz_zachevsky

Вы также можете вызывать примеры из каталога olimp.precompensation.basic и olimp.precompensation.analytics, как в приведенных примерах.

В docs/source/notebooks/precompensation.ipynb представлены дополнительные примеры запуска различных не нейросетевых методов предкомпенсации РИЗ и ДЦЗ с краткими описаниями представленных методов и примерами результатов их работы. Для запуска необходимо последовательно запустить сначала первые ячейки с импортом общих библиотек, затем ячейку с интересующим методом.

2. Нейросетевые модули для предкомпенсации ДЦЗ и РИЗ

Чтобы запустить нейросетевую модель для предкомпенсации РИЗ с использованием метода USRNET, выполните:

python3 -m olimp.precompensation.nn.models.usrnet

Чтобы запустить нейросетевую модель для предкомпенсации ДЦЗ на основе архитектуры с использованием SWIN-трансформеров, выполните

python3 -m olimp.precompensation.nn.models.cvd_swin.Generator_transformer_pathch4_844_48_3_nouplayer_server5

В docs/source/notebooks/precompensation_nn.ipynb представлены дополнительные примеры запуска различных нейросетевых методов предкомпенсации РИЗ и ДЦЗ с краткими описаниями представленных методов и примерами результатов их работы. Для запуска необходимо последовательно запустить сначала первые ячейки с импортом общих библиотек, затем ячейку с интересующим методом.

3. Обучение моделей

Для обучения нейросетевых моделей предкомпенсации используйте следующую команду:

python3 -m olimp.precompensation.nn.train.train --config ./olimp/precompensation/nn/pipeline/usrnet.json

Вы также можете обучить другие модели, см. olimp/precompensation/nn/pipeline. Также у нас есть json-схема, которую можно сгенерировать, используя следующую команду:

python3 -m olimp.precompensation.nn.train.train --update-schema

В docs/source/notebooks/pyolimp_train.ipynb представлено пошаговое описание процесса обучения нейронной сети на примере нейросети USRNET.

Примеры

📖 См. также Примеры использования

Демонстрационный пример ДЦЗ

Демонстрационный пример РИЗ