Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия: Экономика. Управление. Право

ISSN 1994-2540 (Print)
ISSN 2542-1956 (Online)


Для цитирования:

Федоренко В. А., Сорокина К. О., Гиверц П. В. Классификация изображений следов бойков по экземплярам оружия с помощью полносвязной нейронной сети // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Экономика. Управление. Право. 2022. Т. 22, вып. 2. С. 184-190. DOI: 10.18500/1994-2540-2022-22-2-184-190

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
351.753

Классификация изображений следов бойков по экземплярам оружия с помощью полносвязной нейронной сети

Авторы: 
Федоренко Владимир Александрович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Сорокина Ксения Олеговна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Гиверц Павел Витальевич, Баллистическая лаборатория криминалистического управления полиции Израиля
Аннотация: 

Введение. Цель работы – повышение эффективности идентификации огнестрельного оружия по изображениям следов бойков в автоматическом режиме. Актуальность поставленной задачи определяется низкой эффективностью известных методов автоматической идентификации оружия по следам бойков с отдельными топологическими типами индивидуализирующих признаков, что в целом отрицательно сказывается на расследовании преступлений, связанных с применением огнестрельного оружия. Формирование клоновых изображений. Для обучения нейронной сети была сформирована обучающая выборка, включающая 140 оригинальных изображений следов бойков из 50 классов, на основе которых получено порядка 1000 клоновых изображений с несколько измененными индивидуализирующими признаками. Под классом в данном случае понимается отдельный экземпляр оружия. Обучение нейронной сети. В качестве классификатора использовалась полносвязная нейронная сеть со следующей архитектурой: входной слой нейронов; два скрытых слоя; выходной слой. Входной слой включал 2500 нейронов, первый скрытый слой – 625, второй скрытый слой – 156, выходной слой состоял из 50 нейронов (по числу классов). Оценка результатов расчетов. Точность прогнозирования обученной нейронной сети оценивалась в соответствии с метрикой Accuracy, которая равна отношению числа правильных прогнозов к общему числу сформированных прогнозов. Точность прогнозирования по максимальному сигналу на одном выходном нейроне составила 81%, а при учете максимальных сигналов на трех выходных нейронах – порядка 91%. Выводы. В целом, исследования показали возможность классификации изображений следов бойков по экземплярам оружия с помощью полносвязной нейронной сети, а также эффективность применения искусственно генерированных клоновых изображений следов бойков для обучения полносвязной нейронной сети в случаях с малым количеством исходных объектов.

Список источников: 
  1. Федоренко В. А., Корнилов М. В. Оценка схожести следов бойков огнестрельного оружия по их цифровым изображениям // Информационные технологии и вычислительные системы. 2015. № 3. C. 92–100.
  2. Song J. Proposed “NIST Ballistics Identifi cation System (NBIS)” Based on 3D Topographic Measurements on Correlation Cells // AFTE Journal. 2013. Vol. 45, № 2. P. 184–194.
  3. Song J. Proposed “Congruent Matching Cells (CMC)” Method for Ballistic Identifi cation and Error Rate Estimation // AFTE Journal. 2015. Vol. 47, № 3. P. 177–185.
  4. Сорокина К. О., Федоренко В. А., Гиверц П. В. Оценка схожести изображений следов патронного упора методом корреляционных ячеек // Информационные технологии и вычислительные системы. 2019. № 3. C. 3–15. https://doi.org/10.14357/20718632190301
  5. Fedorenko V. A., Kornilov M. V. Automatic Comparison of Firing Pin Marks Against Descriptors Independent of Image Orientation // AFTE Journal. 2018. Vol. 50, № 3. P. 169–175.
  6. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М. : Техносфера, 2019. 1104 с.
  7. Фурман Я. А. Введение в контурный анализ и его приложения к обработке изображений и сигналов. М. : Физматлит, 2003. 592 с.
  8. Рашид Т. Создаем нейронную сеть. СПб. : Альфакнига, 2017. 272 с.
  9. Николенко С. И., Кадурин А. А., Архангельская Е. О. Глубокое обучение. Погружение в мир нейронных сетей. СПб. : Питер, 2018. 480 с.
Поступила в редакцию: 
15.11.2021
Принята к публикации: 
21.12.2021