Κατανεμημένες τεχνικές ανάλυσης εικόνας

datacite.contributor.RelatedPersonΜουστάκας, Κωνσταντίνος
datacite.contributor.RelatedPersonΛυμπερόπουλος, Δημήτριος
datacite.contributor.SupervisorΜπερμπερίδης, Κωνσταντίνος
dc.contributor.authorΣούλης, Στέφανος
dc.contributor.otherSoulis, Stefanos
dc.date.accessioned2026-07-01T10:19:25Z
dc.date.available2026-07-01T10:19:25Z
dc.date.issued2026-06-30
dc.degreegraduateThesis
dc.description.abstractΣχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα ολοκληρωμένο σύστημα ομοσπονδιακής μάθησηςβασισμένο στο πλαίσιο Flower, με πρωτόκολλο FedAvg, 60 γύρους εκπαίδευσης, 5 ταυτόχρονους clients, και 4 εποχές ανά γύρο. Αξιολογήθηκαν δύο μοντέλα (YOLOv5s: 7,24M παράμετροι και YOLOv5n: 1,9M παράμετροι), δύο σύνολα δεδομένων (MS COCO ως IID και VisDrone ως de facto non-IID), και πέντε επίπεδα αριθμητικής ακρίβειας (AMP, FP32, FP16, INT8+FP16, INT8 QAT) [1, 4, 5, 6].Τα πειραματικά αποτελέσματα αποκαλύπτουν ότι η ομοσπονδιακή μάθηση επιτυγχάνει το 88,5% της κεντρικοποιημένης απόδοσης mAP@0.5 στο COCO (IID), ενώ στο VisDrone (non-IID) η ομοσπονδιακή μάθηση υπερβαίνει την κεντρικοποιημένη εκπαίδευση (0,372 έναντι 0,322), λόγω του φαινομένου στοχαστικής κανονικοποίησης που δρα ως implicit ensemble. Η FP16 κβαντοποίηση διατηρεί το 96% της απόδοσης FP32 με 50% μείωση μεγέθους μοντέλου, ενώ η INT8 QAT εμφανίζει κρίσιμο κατώφλι ~40 δειγμάτων/κατηγορία. Ο όγκος δεδομένων αναδεικνύεται ως κυρίαρχος παράγοντας έναντι της αρχιτεκτονικής επιλογής, και ο χρόνος εκπαίδευσης παραμένει σχεδόν αμετάβλητος μεταξύ επιπέδων κβαντοποίησης [5, 6, 8, 29].Η εργασία παρέχει ποσοτικές κατευθυντήριες γραμμές για την ανάπτυξη συστημάτωνομοσπονδιακής ανίχνευσης αντικειμένων σε πρακτικά σενάρια (smart city, drones, βιομηχανικός ποιοτικός έλεγχος), με βέλτιστη ρύθμιση το YOLOv5n σε FP16 (3,59 MB μέγεθος, ~700 MB μνήμη GPU, mAP >0,30).
dc.description.translatedabstractA complete FL system was designed and implemented using the Flower framework, employing the FedAvg protocol with 60 training rounds, 5 simultaneous clients, and 4 local epochs per round. Two models were evaluated (YOLOv5s with 7.24M parameters and YOLOv5n with 1.9M parameters), across two datasets (MS COCO as IID and VisDrone as de facto non-IID), and five numerical precision levels (AMP, FP32, FP16, INT8+FP16, INT8 QAT) [1, 4, 5, 6].Experimental results reveal that FL achieves 88.5% of centralized mAP@0.5 performance on COCO (IID), while on VisDrone (non-IID) FL surpasses centralized training (0.372 vs 0.322), due to stochastic regularization acting as an implicit ensemble. FP16 quantization retains 96% of FP32 performance with 50% model size reduction, while INT8 QAT exhibits a critical threshold of approximately 40 samples per class. Data volume emerges as the dominant factor over architecture choice, and training time remains nearly invariant across precision levels [5, 6, 8, 9].The thesis provides quantitative guidelines for deploying FL-based object detection systems in practical scenarios (smart city surveillance, drone fleets, industrial quality control), with the optimal configuration being YOLOv5n in FP16 (3.59 MB model size, ~700 MB GPU memory, mAP >0.30).
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10889/32176
dc.language.isoel
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Greeceen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/
dc.subjectΟμοσπονδιακή μάθηση
dc.subjectΑνίχνευση αντικειμένων
dc.subjectΚβαντοποίηση
dc.subjectΣυσκευές ακμής
dc.subjectΜη IID δεδομένα
dc.subject.alternativeFederated learning
dc.subject.alternativeYolov5
dc.subject.alternativeQuantatization
dc.subject.alternativeEdge devices
dc.subject.alternativeFedavg
dc.subject.alternativeNon IID data
dc.titleΚατανεμημένες τεχνικές ανάλυσης εικόνας
dc.title.alternativeDistributed image analysis techniques

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Κατανεμημένες Τεχνικές Ανάλυσης Εικόνας.pdf
Size:
4.36 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
5.02 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description: