Análisis de algoritmos optimizadores de función de coste en el rendimiento de una red neuronal convolucional YOLO aplicada a la detección automática de peatones

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Título : Análisis de algoritmos optimizadores de función de coste en el rendimiento de una red neuronal convolucional YOLO aplicada a la detección automática de peatones
Autor : Paredes Ballesteros, Bryan Gustavo
Director de Tesis: Morillo Alcívar, Paulina Adriana
Resumen traducido: In recent years, research in the discipline of Deep Learning has improved great relevance in various real-life applications, including autonomous driving and object detection associated with this area. To carry out this process, it is necessary to train convolutional neural networks capable of performing fast and accurate detections. This work presents a comparative analysis of the performance of the YOLOv5 network, trained with three different cost function optimizers: Adam, SGD, and AdamW. The cost function optimization algorithms play a fundamental role in the training and performance of neural networks, as the cost function quantifies the discrepancy between actual values and values predicted by the model. The experiments were run using the Self Driving Car Dataset from Udacity and the X-Large version of YOLO. For the comparative analysis, the Kruskal-Wallis multiple comparisons test and the Dunn post hoc test were performed, from which the conclusion is drawn that the SGD optimizer differs significantly from Adam and AdamW. Although the results of a DL model are not generalizable, the results show that SGD achieved higher performance metrics than Adam and AdamW, achieving an average precision greater than 90%. These results highlight the importance of carefully selecting the cost function optimizer in the training of convolutional neural networks, such as YOLOv5, to improve performance and accuracy in object detection tasks, such as in the context of autonomous driving.
Resumen : En los últimos años, las investigaciones en el campo del Deep Learning han adquirido una gran relevancia en diversas aplicaciones de la vida real, incluyendo la conducción autónoma y la detección de objetos asociada a esta área. Para llevar a cabo este proceso, es necesario entrenar redes neuronales convolucionales capaces de realizar detecciones rápidas y precisas. En este trabajo se muestra el análisis comparativo del rendimiento de la red YOLOv5, entrenada con tres diferentes optimizadores de función de costo Adam, SGD y AdamW. Los algoritmos optimizadores de función de costo desempeñan un papel fundamental en el entrenamiento y el rendimiento de las redes neuronales, ya que la función de costo cuantifica la discrepancia entre los valores reales y los valores predichos por el modelo. Los experimentos se llevaron a cabo con el set de datos libre Self Driving Car Dataset de Udacity y la versión X-Large de YOLO. Para el análisis comparativo se realizó la prueba de comparaciones múltiples de Kruskal-Wallis y la prueba post hoc de Dunn de las que se desprende la conclusión que el optimizador SGD difiere en gran medida a Adam y AdamW. A pesar de que los resultados de un modelo de DL no son generalizables, los resultados muestran que SGD consiguió métricas de rendimiento significativamente mayores que Adam y AdamW. Logrando una precisión promedio mayor al 90%. Estos resultados destacan la importancia de seleccionar cuidadosamente el optimizador de función de costo en el entrenamiento de redes neuronales convolucionales, como YOLOv5, con el fin de mejorar el rendimiento y la precisión en tareas de detección de objetos, como en el contexto de la conducción autónoma.
Palabras clave : MÉTODOS MATEMÁTICOS Y SIMULACIÓN NUMÉRICA
RED NEURONAL YOLOV5
DEEP LEARNING
ANÁLISIS COMPARATIVO
Fecha de publicación : 2023
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/26120
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Posgrado

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