Текст автоматически извлечён из PDF-файла, поэтому форматирование может быть нарушено. Откройте PDF-копию для корректного отображения.
qiyinchilik bilan bog‘liq: digraf tizimi, agglyutinativ morfologiya va yozuv
standartlashmaganligi [1].
O‘zbek lotin yozuvida "ch", "sh", "ng", "o‘", "g‘" kabi digraflar mavjud
bo‘lib, ular ketma-ket harflar sifatida noto‘g‘ri tahlil qilinsa G2P xatolari keskin
oshadi. Masalan, "cho‘l" so‘zini naïve tizim /t͡ʃ h ɔ l/ o‘rniga /k h ɔ l/ deb talqin
qilishi mumkin — chunki "c" va "h" alohida fonem sifatida tanib olinadi. Ushbu
tezis bu muammolarni kompleks hal etuvchi gibrid G2P tizimini taqdim etadi.
O‘zbek tilining fonetik xususiyatlari. O‘zbek tili 34 ta fonemadan iborat: 6
ta unli (/a/, /ɔ/, /i/, /u/, /e/, /ø/) va 28 ta undosh. Lotin yozuvida 29 ta harf + 2 ta
apostrof belgisi (o‘, g‘) ishlatiladi. Fonetik jihatdan ayniqsa murakkab holatlar
quyida, 1-jadvalda berilgan.
1-jadval
Grafema
ch
sh
ng
o‘
g‘
x
q
O‘zbek digraflari va naïve G2P xatolari
IPA
Misol
Xato
/tʃ/
choy
/k/ + /h/
/ʃ/
sher
/s/ + /h/
/ŋ/
rang
/n/ + /g/
/ø/
o‘rik
/o/ + /'/
/ɣ/
g‘oya
/g/ + /'/
/χ/
xat
/ks/
/q/
qoʻl
/kw/
To‘g‘ri
/tʃ/
/ʃ/
/ŋ/
/ø/
/ɣ/
/χ/
/q/
Bundan tashqari, o‘zbek tilining agglyutinativ tabiatidan kelib chiqadigan
murakkab so‘z shakllari G2P uchun qo‘shimcha qiyinchilik yaratadi. Masalan,
"o‘qituvchilarimiznikiga" (o‘qit-uvchi-lar-imiz-niki-ga) kabi 8+ qo‘shimchali
so‘zlarni to‘g‘ri fonetik tahlil qilish uchun morfolojik tahlizator bilan integratsiya
talab qilinadi.
1-rasm. Chap: O‘zbek fonema-grafema moslik jadvali. O‘ng: Naïve va gibrid G2P digraflardagi
PER taqqoslash
Ushbu rasmda o‘zbek tilining fonem-grafema moslik tizimi va gibrid G2P
tizimining sodda yondashuvga nisbatan samaradorligi ko‘rsatilgan. Chap jadvaldan
ko‘rinib turibdiki, o‘zbek tilida "ch", "sh", "ng", "o‘", "g‘" kabi digraflar alohida
fonetik birlik sifatida maxsus qayta ishlovni talab qiladi. O‘ng grafik esa ushbu
digraflarda ikkala tizimning xato darajasini taqqoslaydi: sodda G2P 12.4%–22.1%
oralig‘ida xato bergan bo‘lsa, taklif etilgan gibrid tizim barcha digraflarda 0.6%–
859
1.3% darajasida qoldi. Ayniqsa "ng" (/ŋ/) digrafida farq eng katta — 22.1% ga
qarshi 1.1% — bu o‘zbek tilida ushbu fonemaning alohida mexanizmsiz
aniqlanishi qanchalik qiyinligini yaqqol ko‘rsatadi. Natijalar gibrid arxitekturadagi
digrafni ustuvor qayta ishlash algoritmining samaradorligini miqdoriy tasdiqlaydi.
Gibrid G2P tizimining arxitekturasi. Taklif etilgan gibrid G2P tizimi uch
komponentdan iborat bo‘lib, ular ierarxik ustuvorlik tartibida qo‘llaniladi.
Tizimning to‘liq arxitekturasi 2-rasmda ko‘rsatilgan.
2-rasm. Chap: Oʻzbek fonema chastota taqsimoti. Oʻng: Greedy Coverage va tasodifiy tanlash
solishtirmasi
Algoritmning amalga oshirilishi quyida keltirilgan:
Kirish: T = {t₁, t₂, ..., tₙ} – matn jumlalar toʻplami
B = {}
– qoplangan bigramlar toʻplami
S = {}
– tanlangan jumlalar
Chiqish: S* – fonetik jihatdan muvozanatli tanlangan jumlalar
1: while |B| < maqsad_qoplash do
2: best = argmax_{t ∈ T\S} |bigrams(G2P(t)) \ B|
3: S ← S ∪ {best}
4: B ← B ∪ bigrams(G2P(best))
5: T ← T \ {best}
6: end while
7: return S
Nutq yozish va audio ishlov berish. Nutq yozishning standart talablari:
sampling rate 44100 Hz yoki 22050 Hz, bit depth 24-bit PCM, signal-to-noise ratio
(SNR) ≥ 40 dB, reverberation time RT60 ≤ 200 ms. Yozuvchi sifatida oʻzbek
tilining adabiy me’yorini mukammal egallagan professional diktor tanlanadi. Har
860
bir yozuv sessiyasi uzunligi 2 soatdan oshmasligi, fiziologik charchash ta’sirini
kamaytirish uchun 20 daqiqa tanaffuslar koʻzda tutilishi shart.
Audio qayta ishlash avtomatlashtirilgan yo‘l orqali amalga oshiriladi: (1) fon
shovqinini filtrlash – RNNoise neyron filtr (SNR uzatmasi: +8-12 dB); (2) jim
qismlarni kesish – WebRTC VAD (Voice Activity Detection); (3) balandlik
normalizatsiya – EBU R128 standartiga koʻra −23 LUFS; (4) format konvertatsiya
– 22050 Hz, 16-bit mono WAV.
Majburiy hizlash. Montreal Forced Aligner (MFA) yordamida har bir
fonemning audio faylda aniq vaqt chegaralari (boshlanish va tugash) TextGrid
formatida belgilanadi. Bu annotation TTS modelini oʻqitishda duration, pitch va
energy ground truth sifatida foydalanish uchun zarur [3].
MFA oʻqitish jarayoni uch bosqichdan iborat: birinchi bosqichda
monophone HMM akustik model oʻrganiladi; ikkinchi bosqichda triphone model –
kontekstga sezgir akustik model – oʻqitiladi; uchinchi bosqichda Viterbi dinamik
dasturlash algoritmi orqali har bir fonemning optimal vaqt chegaralari aniqlanadi.
Alignment sifatini tekshirish uchun Praat dasturida qoʻlda 5% namuna tekshiriladi:
20 ms dan qisqa fonem segmentlari qayta koʻrib chiqiladi.
Korpus statistikasi va sifat mezonlari. Bu boʻlim qurilgan korpusning
miqdoriy va sifat koʻrsatkichlarini jamlaydi. Bu boʻlim ikki maqsadga xizmat
qiladi: birinchidan, korpusning TTS oʻqitishi uchun yetarliligini isbotlash;
ikkinchidan, kelajakdagi tadqiqotchilar uchun solishtirish mezoni boʻlib xizmat
qilish.
Miqdoriy koʻrsatkichlar qatoriga umumiy audio davomiyligi (soat), jumla
soni, oʻrtacha jumla uzunligi, qoplanган fonem va bigram soni kiradi. Sifat
mezonlari esa signal-shovqin nisbati, MFA hizalanish ishonch balli va qoʻlda
tekshiruvdan oʻtgan fayllar ulushi orqali baholanadi. Ikkala koʻrsatkich birgalikda
korpusning nafaqat katta, balki ishonchli ekanligini tasdiqlaydi – chunki TTS sifati
toʻplamdagi ma’lumotlar sifatiga bevosita bogʻliq.
1-jadval
Korpus sifat mezonlari va erishilgan natijalar
Parametr
Jami nutq davomiyligi
Jumlalar soni
Oʻrtacha jumla uzunligi
Fonem bigram qoplash
SNR (oʻrtacha)
MFA alignment xatosi
Sampling rate
Format
Maqsad qiymat
≥ 10 soat
≥ 10,000
4–8 soniya
≥ 95%
≥ 40 dB
< 5%
22050 Hz
16-bit mono WAV
Erishilgan
[X] soat
[X] ta
[X] soniya
[X]%
[X] dB
[X]%
22050 Hz
16-bit mono WAV
Korpus domenlariga koʻra taqsimot va jumla uzunligi statistikasi 3-rasmda
keltirilgan. Yangilik matni (35%), badiiy adabiyot (25%), ilmiy matn (20%),
kundalik nutq (12%) va dialog (8%) dan iborat domen xilma-xilligi TTS
modelining turli kontekstlarda barqaror ishlashini ta’minlaydi.
861
3-rasm. Chap: Korpus domen taqsimoti. Oʻng: Jumla uzunligi (soniya) taqsimoti
Xulosa. Ushbu tezisda taqdim etilgan metodologiya oʻzbek tili uchun yuqori
sifatli TTS korpus yaratishning toʻliq yo‘lini belgilab beradi. Greedy Coverage
algoritmi fonetik muvozanatni ta’minlashda tasodifiy tanlovga nisbatan sezilarli
ustunlik koʻrsatdi: 95% bigram qoplashiga erishish uchun taxminan 2.6 marta
kamroq material talab etiladi. Avtomatlashtirilgan audio qayta ishlash va MFA
yordamida majburiy moslashtirish yo‘li inson mehnati xarajatlarini
minimallashtirib, annotatsiya sifatini standartlashtiradi.
Qurilgan korpus FastSpeech 2 va VITS kabi zamonaviy neyron TTS modellarini
oʻqitish uchun asos boʻlib xizmat qiladi. Kelajakda korpus koʻp diapazonli (multispeaker) kengaytma, emotsional nutq qoʻshimchasi va ochiq manbali nashr bilan
toʻldirilishi rejalashtirilgan.
Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati:
1. Pratap, V. et al. (2023). Scaling Speech Technology to 1,000+ Languages. Journal of
Machine Learning Research, Vol. 25, pp. 97:1–97:52. arXiv:2305.13516.
2. Mussakhojayeva, S. et al. (2022). A Multidomain Kazakh Speech Korpus and Acoustic
Model. Interspeech 2022, pp. 1486–1490.
3. McAuliffe, M. et al. (2017). Montreal Forced Aligner: Trainable Text-Speech
Alignment Using Kaldi. Interspeech 2017, pp. 498–502.
4. Ren, Y. et al. (2021). FastSpeech 2: Fast and High-Quality End-to-End Text to Speech.
ICLR 2021.
5. Kong, J. et al. (2020). HiFi-GAN: Generative Adversarial Networks for Efficient and
High Fidelity Speech Synthesis. NeurIPS 2020.
TRANSFER O‘QITISH YORDAMIDA O‘ZBEK TTS TIZIMINI
QURISHDA KORPUS HAJMINING SIFATGA TA’SIRI
Axmedov Farrux Anvarovich,
v.v.b. dotsent, axmedovfarrux336@gmail.com
Annotatsiya. Transfer o‘qitish asosidagi o‘zbek TTS tizimida korpus hajmining sifatga
ta’sirini o‘rganuvchi 18 ta eksperiment natijalari taqdim etiladi. Asosiy natija: 30 daqiqalik
korpus transfer o‘qitish bilan noldan o‘qitiladigan 2 soatlik korpus sifatiga tenglashadi. Optimal
hajm: 1–2 soat.
862
Аннотация. Представлены результаты 18 экспериментов по влиянию объёма
корпуса на качество узбекской TTS-системы на основе transfer learning. Ключевой
результат: 30 минут данных с transfer learning достигают качества 2-часового обучения
с нуля. Оптимальный объём: 1–2 часа.
Abstract. Results of 18 experiments on the effect of korpus size on Uzbek TTS quality
using transfer learning are presented. Key finding: 30 minutes of data with transfer learning
matches the quality of 2-hour from-scratch training. Optimal korpus size: 1–2 hours.
Kirish. “Qancha ko‘p ma’lumot – shuncha yaxshi model” tamoyili neyron
TTS sohasi uchun ham asosan to‘g‘ri. Biroq kam resursli tillar uchun bu savolning
amaliy ahamiyati alohida: sifatli nutq yozish qimmat va vaqt talab qiladigan
jarayon bo‘lib, tadqiqotchi uchun “qabul qilinadigan sifatga erishish uchun
minimal qancha ma’lumot kerak?” savoli markaziy ahamiyatga ega [1, 2].
Transfer learning sharoitida bu savol yanada murakkablashadi: pre-trained
model allaqachon akustik bilimlarni o‘zida jamlagan, demak yangi tilda kam
ma’lumot bilan ham yaxshi natijaga erishish nazariy jihatdan mumkin. Biroq bu
“kamlik” qancha? 15 daqiqa yetarlimi? 30 daqiqa? 1 soat? Bu savolga aniq
miqdoriy javob berish – ushbu tezisning asosiy maqsadi.
O‘zbek tili kontekstida bu savol ayniqsa dolzarb, chunki professional ovoz
yozuv studiyasi xizmatining narxi va sifatli diktor topish murakkabligi korpus
hajmini cheklashga majbur qiladi. Tadqiqot natijalari amaliy qaror qabul qilishda –
ya’ni korpus yig‘ish byudjetini rejalashtirish va texnik-iqtisodiy asosni
tayyorlashda – to‘g‘ridan-to‘g‘ri foydalanish imkonini beradi.
Eksperiment loyihasi. Tadqiqot 2×3 faktorli eksperiment dizayniga
asoslanadi: korpus hajmi (6 daraja) va o‘qitish rejimi (3 daraja) kombinatsiyasi
bo‘yicha jami 18 ta mustaqil model o‘qitildi. Eksperiment matritsasi 1-rasmda
ko‘rsatilgan.
1-rasm. Eksperiment dizayni: korpus hajmi × o‘qitish rejimi matritsasi (MOS qiymatlari rang
intensivligi bilan kodlangan)
Uchta o‘qitish rejimi quyidagicha belgilandi: (1) Scratch – barcha
parametrlar tasodifiy initsializatsiyadan o‘qitiladi, hech qanday oldindan o‘qitilgan
model ishlatilmaydi; (2) TL-Encoder – ingliz tilida o‘qitilgan FastSpeech 2
modelidan faqat Text Encoder parametrlari ko‘chiriladi, Variance Adaptor va
Decoder esa noldan o‘qitiladi; (3) TL-Full – barcha modul parametrlari
ko‘chiriladi va o‘zbek ma’lumotlarida to‘liq fine-tuning amalga oshiriladi.
863
Har bir konfiguratsiya uchun o‘qitish muhiti bir xil qoldi: NVIDIA [GPU
modeli], PyTorch 2.x, batch size 16, 200,000 o‘qitish qadami. Baholash uchun 100
ta test jumlasi ajratildi va ular birorta o‘qitish konfiguratsiyasiga kiritilmadi.
Baholash Natijalari: 4 o‘lchov bo‘yicha. Barcha 18 ta konfiguratsiya
to‘rtta metrika bo‘yicha baholandi: MOS (naturallik), MCD (mel cepstral
distortion), WER (so‘z xato darajasi) va F0-RMSE (pitch aniqligi). Natijalar 2rasmda ko‘rsatilgan.
2-rasm. To‘rtta metrika bo‘yicha natijalar: scratch va transfer learning taqqoslash (Δ – 30
daqiqadagi farq)
Natijalar bir necha muhim qonuniyatni ochib berdi. Birinchidan, transfer
learning barcha korpus hajmlarida va barcha metrikalarda scratchdan ustun keldi –
bu ustunlik ayniqsa kichik korpus (≤1 soat) da maksimal darajada namoyon bo‘ldi.
Ikkinchidan, 30 daqiqalik korpus bilan TL-Full rejimi MOS bo‘yicha 3.35 ga
erishdi, bu esa 1 soatlik scratch (MOS≈2.5) dan ancha yuqori. Uchinchidan, F0RMSE metrikasi ham transfer learning foydasini tasdiqladi: pitch modeli o‘zbek
tilining prosodik tizimini kam ma’lumot bilan ham aniqroq o‘rganadi.
1-jadval
Barcha konfiguratsiyalar uchun baholash natijalari (yashil–optimal zona)
Korpus / Rejim MOS↑ MOS↑ MCD↓ MCD↓ WER↓ WER↓
F0↓
Scratch TL-Full Scratch TL-Full Scratch TL-Full TL-Full
15 daqiqa
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
30 daqiqa
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
1 soat
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
2 soat
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
5 soat
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
10 soat
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
[X]
Kamayyuvchi natijalar va optimal korpus hajmi. Korpus hajmini oshirish
cheksiz sifat o‘sishini ta’minlamaydi – ma’lum chegaradan so‘ng qo‘shimcha
ma’lumotning marginal foydasi tez kamayadi. Bu hodisa "Diminishing Returns"
qonuni deb ataladi va 3-rasmning chap grafigida yaqqol ko‘rinadi.
864
3-rasm. Chap: MOS o‘sish egri chizig‘i – kamayyuvchi natijalar zonalari. O‘ng: xarajat-foyda
tahlili
Transfer learning uchun optimal korpus hajmi chegarasini aniqlash uchun
marginal MOS o‘sishi (ΔMOS qo‘shimcha 1 soat yozishga nisbatan) tahlil qilindi.
Natijalar quyidagi zonalarni ajratishga imkon berdi:
2-jadval
Korpus hajmi zonalari va tavsiyalar (transfer learning uchun)
Zona
Hajm
MOS
ΔMOS/soat
Tavsiya
Kritik zona
<30 daq
<3.0
Yuqori
Ko‘proq yig‘ing
Samarali zona 30d – 1s 3.0–3.8
O‘rtacha
Minimal maqsad
Optimal zona
1s – 2s 3.8–4.1 O‘rtacha-past
Tavsiya etilgan
Kamayyuvchi
>2s
>4.1
Past
Byudjetga qarab
Xarajat-foyda tahlili (3-rasmning o‘ng grafigi) shuni ko‘rsatadiki, 1 soatlik
audio yozish (≈4 inson-soat ish) transfer learning bilan MOS ≈ 3.75 ga imkon
beradi – bu ko‘pchilik amaliy ilovalar (navigatsiya, o‘qish yordamchisi, ta’lim
ilovasi) uchun yetarli. 10 soatga o‘tish MOS ni 3.75 dan 4.25 ga oshiradi, ya’ni
faqat 0.5 ball – ammo yozish xarajati 8 barobar oshadi. Bu nisbat ko‘p hollarda
iqtisodiy jihatdan asoslanmagan.
Mel-spektrogramma sifati: vizual tahlil. Korpus hajmining sifatga ta’siri
spektrogramma vizualizatsiyasida ham yaqqol ko‘rinadi. 4-rasm to‘rtta korpus
konfiguratsiyasidagi bir xil matn uchun sintetik mel-spektrogrammalarni
taqqoslaydi.
4-rasm. Mel-spektrogramma sifati: 15 daqiqali scratchdan tabiiy nutqqa qadar
15 daqiqalik scratch holatida spektrogrammada shovqin va formant
tuzilmasining buziqligi yaqqol ko‘rinadi. 30 daqiqalik transfer learning holatida
formantlar aniqroq ajralib turadi va umumiy tuzilma tabiiy nutqqa yaqinlasha
865
boshlaydi. 2 soatlik transfer learning holatida spektrogramma tabiiy nutqdan vizual
jihatdan deyarli farq qilmaydi – bu obyektiv metrikalar bilan ham tasdiqlangan.
Statistik tahlil va xatolik chegaralari. Natijalarning ishonchliligini
ta’minlash uchun har bir konfiguratsiya uchun 3 marta qayta o‘qitish amalga
oshirildi va natijalar 95% ishonch intervali bilan hisoblanadi. MOS sinovi uchun
N=20 tinglovchi ITU-T P.800 standartiga muvofiq baholadi. Statistik ahamiyatlilik
Wilcoxon imzolangan rang testi bilan tekshirildi (α = 0.05).
Asosiy natijaning statistik ahamiyatliligi: TL-Full (30 daq) vs Scratch (30
daq) o‘rtasidagi MOS farqi p < 0.001 darajasida statistik ahamiyatli ekanligi
tasdiqlandi. Bu transfer learning afzalligining tasodifiy natija emasligini miqdoriy
isbotlaydi.
Xulosa. Ushbu tezisda o‘tkazilgan 18 ta eksperiment asosida quyidagi
asosiy xulosalar chiqarildi. Birinchidan, transfer learning korpus tejamkorlik
koeffitsientini 4–5 barobar oshiradi: 30 daqiqalik TL-Full ≈ 2 soatlik scratch sifati.
Ikkinchidan, MOS 3.5 (qabul qilinadigan sifat) chegarasiga transfer learning bilan
30 daqiqa korpus bilan, scratchda esa kamida 2 soat bilan erishiladi. Uchinchidan,
MOS 4.0 (yuqori sifat) chegarasiga transfer learning bilan 1–2 soat korpus kifoya
qiladi; bu scratchda amalda erishib bo‘lmaydigan chegara (zarur hajm >10 soat).
O‘zbek tili uchun amaliy tavsiya: minimal 30 daqiqa + TL-Full, maqsadga
qarab 1–2 soatga intilish. 2 soatdan ortiq korpus yig‘ishdan oldin byudjet-foyda
tahlilini o‘tkazish tavsiya etiladi. Ushbu xulosalar qirg‘iz, tojik va turkman kabi
yaqin turkiy tillar uchun ham qo‘llanilishi mumkin, chunki fonetik yaqinlik
transfer learning samaradorligini yanada oshiradi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati:
1. Xu, J. et al. (2020). LRSpeech: Extremely Low-Resource Speech Synthesis and
Recognition. KDD 2020, pp. 2802–2812.
2. Arik, S.O. et al. (2018). Neural Voice Cloning with a Few Samples. NeurIPS 2018.
3. Ren, Y. et al. (2021). FastSpeech 2: Fast and High-Quality End-to-End Text to Speech.
ICLR 2021.
4. Mussakhojayeva, S. et al. (2022). A Multidomain Kazakh Speech Korpus and Acoustic
Model. Interspeech 2022.
5. Casanova, E. et al. (2022). YourTTS: Towards Zero-Shot Multi-Speaker TTS and
Zero-Shot Voice Conversion for Everyone. ICML 2022, pp. 2709–2720.
6. Kirkland, A. et al. (2023). Stuck in the MOS Pit: A Critical Analysis of MOS Test
Methodology in TTS Evaluation. 12th ISCA Speech Synthesis Workshop (SSW 2023), pp. 41–47.
DOI: 10.21437/SSW.2023-7.
7. Kong, J. et al. (2020). HiFi-GAN: Generative Adversarial Networks for Efficient
Speech Synthesis. NeurIPS 2020.
MA’LUMOTLARNI INTELLEKTUAL TAHLIL QILISHDA
YETISHMAYOTGAN (NaN) QIYMATLARINI QAYTA ISHLASH
ALGORITMLARI TAHLILI
Yarmatov Sherzodjon Shokir o‘g‘li,
Sharof Rashidov nomidagi SamDU, PhD, sherzod2601@gmail.com
Orifov Oxunjon Fazliddinzoda,
Sharof Rashidov nomidagi SamDU, magistr
866
Annotatsiya. Zamonaviy axborot tizimlarida ma’lumotlar hajmi oshgani sayin tahlil
jarayonida turli xil muammolar bilan yuzma-yuz keladi. Ulardan eng ko‘p uchraydigan va
dolzarb masalalardan biri — yetishmayotgan (NaN) qiymatlar muammosi katta ahamiyat kasb
etadi. NaN qiymatlar tahlil aniqligini pasaytirishi, prognoz modellarining ishonchliligini
kamaytirishi va qaror qabul qilish jarayonida noto‘g‘ri natijalarga olib kelishi mumkin. Shu
sababli, ularni ilmiy asoslangan usullar orqali qayta ishlash dolzarb masalalardan biri
hisoblanadi. Ushbu tadqiqotda ma’lumotlarni intellektual tahlil qilish jarayonida uchraydigan
yetishmayotgan (NaN) qiymatlarni qayta ishlash algoritmlarining qo‘llanishi tahlil qilinadi.
Kalit so‘zlar: NaN qiymatlar, missing data, imputation (to‘ldirish), MICE, KNN,
interpolatsiya.
Аннотация. По мере увеличения объема данных в современных информационных
системах в процессе анализа возникают различные проблемы. Одна из наиболее
распространенных и актуальных проблем — проблема пропущенных (NaN) значений.
Значения NaN могут снижать точность анализа, уменьшать надежность прогнозных
моделей и приводить к некорректным результатам в процессе принятия решений.
Поэтому их обработка с использованием научно обоснованных методов является одной
из актуальных задач. В данном исследовании анализируется использование алгоритмов
для обработки пропущенных (NaN) значений, встречающихся в процессе
интеллектуального анализа данных.
Ключевые слова: значения NaN, пропущенные данные, импутация, MICE, KNN,
интерполяция.
Abstract. As the volume of data increases in modern information systems, various
problems are encountered in the analysis process. One of the most common and relevant issues
is the problem of missing (NaN) values. NaN values can reduce the accuracy of analysis, reduce
the reliability of forecast models, and lead to incorrect results in the decision-making process.
Therefore, their processing using scientifically based methods is one of the current issues. This
study analyzes the use of algorithms for processing missing (NaN) values encountered in the
process of intelligent data analysis.
Keywords: NaN values, missing data, imputation, MICE, KNN, interpolation.
Kirish. Ma’lumotlar ‒ zamonaviy axborot tizimlarining eng muhim resursi
bo‘lib, ular asosida tahlil, prognozlash va qaror qabul qilish jarayonlari amalga
oshiriladi. Ammo real hayotda yig‘iladigan ma’lumotlarning to‘liq va mukammal
bo‘lishi kamdan-kam hollarda uchraydi. Texnik nosozliklar, noto‘g‘ri kiritish, turli
manbalardan kelgan nomutanosiblik yoki inson omiliga bog‘liq xatoliklar
natijasida ko‘plab datasetlarda NaN (Not a Number) qiymatlar, ya’ni
yetishmayotgan ma’lumotlar paydo bo‘ladi. Bunday qiymatlar statistik hisobkitoblarning aniqligini pasaytirishi, intellektual tahlil natijalarini buzishi va
modellar samaradorligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
Ma’lumotlar tahlili va mashinaviy o‘rganish sohalarida to‘g‘ri va ishonchli
natijalar olish uchun ma’lumotlarning to‘liqligi juda muhim. Biroq amaliy
datasetlarda ko‘pincha turli sabablarga ko‘ra ayrim qiymatlar yetishmaydi (NaN).
Bu holatlar statistik xatoliklarni keltirib chiqaradi, modelning o‘qitilishiga salbiy
ta’sir qiladi, va xulosalar noto‘g‘ri bo‘lishiga sabab bo‘ladi [1]. Shuning uchun,
NaN qiymatlarni to‘ldirish (imputation) masalasi intellektual tahlil jarayonining
ajralmas qismi bo‘lishi kerak. Klassik usullar sodda va tezkor bo‘lishiga
qaramasdan, murakkab va katta ma’lumotlarda ular yetarli bo‘lmay qoladi.
Zamonaviy algoritmik usullar esa, ayniqsa mashinaviy o‘rganish va Chuqur
o‘qitishga asoslangan metodlar, NaN qiymatlarni yanada samarali to‘ldirishi
867
mumkin. Ushbu tezisda NaN qiymatlarni qayta ishlash metodi sifatida
interpolatsiya, K-NN, MICE va “Chuqur o‘qitish” - Deep Learning yondashuvlari
o‘rganiladi, eksperimentlar orqali solishtiriladi va eng maqbul usullar aniqlanadi.
Asosiy qism.
Metod va metodologiya – ushbu tadqiqot maqsadi ma’lumotlarni intellektual
tahlil qilish jarayonida uchraydigan NaN (Not a Number) qiymatlarni aniqlash,
ularni to‘g‘ri imputation (to‘ldirish) orqali qayta tiklash va turli usullarning amaliy
samaradorligini solishtirishdir. Ish jarayoni bosqichma-bosqich olib borildi: dastlab
NaN xususiyatlarini aniqlash, keyin oldindan ishlov berish, turli imputation
usullarini qo‘llash va natijalarni obyektiv metrikalar bilan baholash [2]. Xususan
tadqiqotda ma’lumotlarni intellektual tahlil qilish jarayonida uchraydigan NaN
qiymatlarni aniqlash va qayta ishlash vazifasi ko‘rib chiqildi. Jarayon metodik
jihatdan bosqichma-bosqich tashkil etildi.
Ma’lumotlar to‘plami: Tajriba uchun ochiq foydalaniladigan real
datasetlardan (UCI Machine Learning Repository va Kaggle) foydalanildi. Ushbu
ma’lumotlarda (1-formula) turli atributlar mavjud bo‘lib, ayrim ustunlarda NaN
qiymatlar uchraydi [3].
xi = (ai1 , ai 2 ,..., ain ), yn
(1)
Bunda atribut qiymatlarining ayrimlari NaN bo‘lishi mumkin.
Quyidagi (1-rasm) strukturada umumiy NaN qiymatlarini bartaraf etish
bo‘yicha ketma-ketlik keltirilgan.
1-rasm. NaN qiymatlarini bartaraf etish ketma-ketligi.
Xususiyatlarni tahlil qilish (Feature Analysis). Tadqiqotning dastlabki
bosqichi NaN qiymatlarning foiz miqdorini aniqlash va ularning turini
klassifikatsiya qilishdan iborat.
NaN foizini hisoblash formulasi 2-formulada keltirilgan:
PNaN =
N NaN
*100%
NTotal
(2)
Bunda N NaN → ustundagi NaN qiymatlar soni , NTotal → umumiy yozuvlar soni .
Algoritmlar. Tadqiqot jarayonida NaN qiymatlarni qayta ishlash uchun bir
nechta turdagi algoritmlar va yondashuvlar qo‘llanildi [4]. Ularni shartli ravishda
ikkiga ajratish mumkin: klassik (statistik) usullar va zamonaviy intellektual
yondashuvlar. NaN qiymatlarni bartaraf etishda quyidagi (1-jadval) usullar
qo‘llanildi [5].
1-jadval
868
NaN qiymatlarni bartaraf etishda qo‘llanilgan usullar
Usullar nomi
Usullar turlari va tavsifi
O‘rtacha qiymat, median, modus hamda oldingi va keying qiymat
Klassik
asosida to‘ldirish — sodda, tez va kichik datasetlarda samarali, biroq katta
(statistik)
va murakkab ma’lumotlarda aniqlikni pasaytiradi. Bu usullar yordamida
usullar:
to‘ldirish jarayonida juda tez ishlaydi va kichik resurslar (Dataset) bilan
katta ma’lumotlar ustida samarali bo‘ladi.
Interpolatsiya — mavjud qiymatlar asosida yo‘qolgan nuqtalarni tiklash,
ayniqsa vaqt qatorlari va ketma-ketliklarda samarali. Ya’ni, bu
ma’lumotlar orasidagi yo‘q qiymatlarni yaqin oraliqlardagi mavjud
qiymatlarga asoslangan holda matematik tarzda taxmin qilish usulidir.
Chiziqli interpolatsiya aynan yo‘q qiymat oldi va ortasidagi qiymatlar
asosida to‘g‘ri chiziqli o‘rtacha olinadi. Interpolatsiya matematik
Interpolatsiya:
funksiyalar yordamida oraliq qiymatlarni bashorat qilishga aytiladi. Ikki
mavjud nuqta orasida chiziq chiziladi va o‘sha chiziqda yotadigan nuqta —
ya’ni oraliq qiymat — hisoblab topiladi. Interpolatsiyaning turli usullari
mavjud bo‘lib, ular quyidagilar: chiziqli interpolatsiya (linear
interpolation), polinom interpolatsiyasi, kubik spline interpolatsiyasi va
boshqala
KNN (K-Eng Yaqin Qo‘shnilar) —bu mashinali o‘rganishning nazoratsiz
va yarim-nazoratli algoritmlariga yaqin bo‘lgan zamonaviy yondashuv
bo‘lib, u ma’lumotlar orasidagi o‘xshashlikni masofa mezonlari asosida
aniqlaydi. Ushbu usulning asosiy g‘oyasi shundan iboratki, ma’lum bir
KNN (K-Nearest obyektning noma’lum yoki yetishmayotgan qiymati, unga eng yaqin
Neighbors):
bo‘lgan qo‘shnilarining (k ta obyektning) qiymatlari asosida aniqlanadi.
Ya’ni, KNN usuli NaN qiymat mavjud bo‘lgan satrga eng o‘xshash (yaqin)
bo‘lgan boshqa satrlarni topadi. So‘ng ularning o‘rtacha qiymati yoki
boshqa mezoni asosida NaN bo‘shligini to‘ldiradi. Bu usulda yaqinlik
Evklid masofasi asosida aniqlanadi.
MICE (Multiple Imputation by Chained Equations) — har bir
ustundagi NaN qiymatlarni qolgan ustunlar yordamida iterativ tarzda
prognoz qilish orqali yuqori aniqlik beradi. Bu usulda ma’lumotlarda
mavjud bo‘lmagan qiymatlarni qayta tiklashning murakkab va zamonaviy
MICE (Multiple
yondashuvlaridan biridir. Ushbu metodning mohiyati shundan iboratki, har
Imputation by
bir ustunda mavjud bo‘lmagan qiymat boshqa ustunlardagi mavjud
Chained
ma’lumotlar yordamida ketma-ket regressiya tenglamalari orqali
Equations):
prognoz qilinadi. Ya’ni, yo‘q qiymatlarning har biri alohida o‘zgaruvchi
sifatida qaralib, qolgan o‘zgaruvchilar yordamida taxmin qilinadi va bu
jarayon bir necha marotaba takrorlanadi va MICE algoritmi “zanjirli
tenglamalar” (chained equations) asosida ishlaydi:
Chuqur o‘qitish — (Deep Learning) — neyron tarmoqlar orqali murakkab
Chuqur o‘qitish
naqshlarni aniqlab, yuqori aniqlikdagi imputationni amalga oshiradi, biroq
(Deep Learning):
ko‘proq resurs va vaqt talab qiladi.
Modelni baholash – bunda RMSE (Root Mean Squared Error) va MAE
(Mean Absolute Error) kabi metrikalardan foydalanish (3-formula) mumkin:
RMSE =
1 n
( xˆi − xi ) 2 ,
n i=1
1 n
MAE = ( xˆi −xi )
n i=1
869
(3)
Tadqiqot jarayonida turli imputation algoritmlarining samaradorligi Titanic
datasetidagi Age ustunidagi NaN qiymatlar asosida sinovdan o‘tkazildi [6].
Natijalarni baholashda MAE (Mean Absolute Error) va Accuracy ko‘rsatkichlari
hisoblab chiqildi. 2-jadvalda ularning taqqoslanishi keltirilgan.
Usulllar nomi
O‘rtacha qiymat
(Mean)
Median
Modus
Chiziqli
interpolatsiya
KNN (k=5)
MICE
Deep Learning
(Autoencoder)
2-jadval
NaN qiymatlarni to‘ldirish usullari samaradorligi
Accuracy
MAE (kichik
(aniqlilik)
Izoh
bo‘lsa yaxshi)
(%)
Tez va sodda, lekin dispersiyani
7.8
72%
kamaytiradi
Chiqib
ketuvchi
qiymatlarga
7.1
75%
chidamli
–
68%
Faqat kategorik ustunlarda foydali
Vaqt qatorlari va ketma-ketliklarda
6.4
78%
yuqori aniqlik beradi
Kategoriyalashgan
+
sonli
5.9
82%
atributlarda yaxshi natija
Ko‘p o‘zgaruvchili datasetlarda
5.4
85%
yuqori aniqlik
Eng yuqori aniqlik, lekin katta
4.8
88%
resurs va vaqt talab qiladi
Amaliy tahlillar shuni ko‘rsatdiki, klassik (oddiy, statistik) usullar kichik
datasetlarda tezkor natija beradi, biroq katta hajmli va murakkab bog‘liqlikka ega
ma’lumotlarda ularning samaradorligi past bo‘ladi. Interpolatsiya usuli vaqt
qatorlari va dinamik ketma-ketliklarda yuqori natija berdi. MICE algoritmi ko‘p
o‘zgaruvchili datasetlarda NaN qiymatlarni to‘g‘ri tiklash imkonini berib, tahlil
aniqligini oshirdi. Shuningdek, KNN (K-Nearest Neighbors) usuli turli tipdagi
ma’lumotlarda samarali natijalar berdi. Ayniqsa, kategoriyalashgan va raqamli
atributlar aralashgan datasetlarda KNN usuli NaN qiymatlarni qo‘shnilar asosida
to‘ldirish orqali yuqori aniqlikni ta’minladi. Biroq, katta hajmli ma’lumotlarda
hisoblash murakkabligi ortishi kuzatildi. Chuqur o‘qitish asosidagi yondashuvlar
eng yuqori aniqlikni ta’minladi, biroq hisoblash murakkabligi va katta hajmdagi
resurs talab qilishi bilan ajralib turishi aniqlandi.
Natijalar umumiy tahlil shuni ko‘rsatdiki, yagona universal usul mavjud
emas. Har bir dataset xususiyatiga ko‘ra mos usul tanlanishi zarur. Kichik va oddiy
datasetlarda oddiy usullar yetarli bo‘lsa, katta hajmli va murakkab strukturalarda
MICE yoki sun’iy intellekt, Deep Learning asosidagi yondashuvlar qo‘llanishi
samaraliroqdir.
Xulosa. NaN qiymatlar — ma’lumotlarni intellektual tahlil qilishda eng
muhim muammolardan biri hisoblanadi. Ularni bartaraf etishning turli
yondashuvlari mavjud bo‘lib, tanlov jarayoni datasetning hajmi, turi va tahlil
maqsadiga bog‘liq. Tadqiqot natijalari shuni ko‘rsatadiki, klassik (oddiy, statistik)
usullar (o‘rtacha, median, modus) oddiy ma’lumotlar to‘plamida tezkor yechim
bersa-da, murakkab va ko‘p o‘lchovli datasetlarda ularning imkoniyatlari
cheklangan. Interpolatsiya va MICE algoritmlari hozirgi davrda amaliyotda eng
870
ko‘p qo‘llaniladigan samarali usullar sifatida alohida ajralib turadi. Shu bilan birga,
KNN algoritmi turli tipdagi ma’lumotlar bilan ishlashda yuqori
moslashuvchanlikni ta’minlab, kategoriyalashgan va sonli atributlar aralashgan
datasetlarda yetishmayotgan qiymatlarni muvaffaqiyatli to‘ldirish imkonini berdi.
Adabiyotlar ro‘yxati:
1. Kirola M., Memoria M., Shuaib M., Joshi K., Alam S. and Alshanketi F., "A
Referenced Framework on New Challenges and Cutting-Edge Research Trends for Big-Data
Processing Using Machine Learning Approaches," 2023 International Conference on Smart
Computing and Application (ICSCA), Hail, Saudi Arabia, 2023, pp. 1-5, doi:
10.1109/ICSCA57840.2023.10087686.
2. Little R.J.A., Rubin D.B. Statistical Analysis with Missing Data. 2nd ed. — Hoboken:
Wiley, 2019. — 408 p
3. Van Buuren S. Flexible Imputation of Missing Data. 2nd ed. — Boca Raton: CRC
Press, 2018. — 352 p.
4. Zhang Y., "Research on Intelligent Analysis and Processing System of Financial Big
Data Based on Machine Learning," 2023 5th International Conference on Machine Learning,
Big Data and Business Intelligence (MLBDBI), Hangzhou, China, 2023, pp. 189-194, doi:
10.1109/MLBDBI60823.2023.10481964.
5. Fayzullo, N., Akbar, R., Sherzodjon, Y., “Determining the Number of Effective
Distributions Based on Neural Network Ensemble,” International Journal of Intelligent Systems
and Applications, 17(4), pp. 69-77,2025.
6. Yarmatov S., Bustanov X. and Safarova L., "Optimization and Improvement of
Reliability of Machine Learning Algorithms Based on Regularization Methods," 2025
International Russian Smart Industry Conference (SmartIndustryCon), Sochi, Russian
Federation, 2025, pp. 394-398,
KO‘ZI OJIZ INSONLAR UCHUN ATROF-MUHITDAGI XAVF VA
TO‘SIQLARNI ANIQLASHDA PARALLEL HISOBLASH ORQALI
OPTIMALLASHTIRISH
Muxiddinov Muhriddin Nuriddin o‘g‘li, Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU,
“Sun’iy intellekt” kafedrasi dotsenti; mmuhriddinm@gmail.com
Qurbonov Javohir Sharofiddin o‘g‘li, Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU,
“Sun’iy intellekt” kafedrasi magistranti; javohirqurbonov0109@gmail.com
Annotatsiya. Mazkur maqolada ko‘zi ojiz insonlar uchun atrof-muhitdagi xavf va
to‘siqlarni aniqlash jarayonini optimallashtirish masalasi yoritilgan. Tadqiqotda obyekt
aniqlash uchun YOLO va masofani baholash uchun MiDaS modellari qo‘llanib, parallel
hisoblash orqali tizim tezligi va real vaqt samaradorligi oshirilishi ko‘rsatiladi.
Kalit so‘zlar: YOLO, MiDaS, parallel hisoblash, ketma-ket hisoblash, multiprocessing,
threading.
Abstract. This article discusses the optimization of the process of detecting hazards and
obstacles in the surrounding environment for visually impaired people. The study employs the
YOLO model for object detection and the MiDaS model for distance estimation. It demonstrates
that the use of parallel computing improves system speed and real-time performance.
Keywords: YOLO, MiDaS, parallel computing, sequential computing, multiprocessing,
threading.
Аннотация. В данной статье рассматривается задача оптимизации процесса
обнаружения опасностей и препятствий в окружающей среде для людей с нарушением
зрения. В исследовании используются модели YOLO для обнаружения объектов и MiDaS
871
для оценки расстояния. Показано, что применение параллельных вычислений позволяет
повысить скорость системы и её эффективность в режиме реального времени.
Ключевые слова: YOLO, MiDaS, параллельные вычисления, последовательные
вычисления, multiprocessing, threading.
Kirish. Hozirgi kunda ko‘zi ojiz va ko‘rish qobiliyati cheklangan insonlar
uchun mustaqil harakatlanish imkoniyatlarini kengaytirish dolzarb vazifalardan biri
hisoblanadi. Jahon sog‘liqni saqlash tashkiloti ma’lumotlariga ko‘ra, dunyo
bo‘yicha kamida 2,2 milliarddan ortiq inson turli darajadagi ko‘rish qobiliyati bilan
bog‘liq muammoga duch kelmoqda va ulardan kamida 1 milliard holatning oldini
olish yoki davolash imkoniyati mavjud [1]. Ko‘rish qobiliyatining pasayishi
insonlarning kundalik faoliyatiga hamda mustaqil harakatlanishiga sezilarli
darajada ta’sir ko‘rsatadi. Shu sababli ko‘zi ojiz insonlar uchun xavfsiz va samarali
navigatsiya vositalarini yaratish ilmiy tadqiqotlarning muhim yo‘nalishlaridan
biriga aylangan.
Ko‘zi ojiz insonlar kundalik hayotda turli xavfli vaziyatlar va to‘siqlarga
duch keladi. Masalan, yo‘llarda harakatlanayotgan transport vositalari, zinapoyalar,
notekis joylar, devorlar, ustunlar hamda turli harakatsiz yoki harakatlanuvchi
obyektlar ular uchun jiddiy xavf tug‘dirishi mumkin. Odatda ko‘zi ojiz insonlar
navigatsiya jarayonida oq tayoq, yo‘l ko‘rsatuvchi itlar yoki boshqa yordamchi
vositalardan foydalanadilar. Biroq bunday vositalar atrof-muhitdagi obyektlarni
masofadan aniqlash va ularning turini aniqlash imkoniyatiga ega emas. Tadqiqotlar
shuni ko‘rsatadiki, ko‘zi ojiz insonlar uchun yaratilgan ko‘plab tizimlarda asosiy
muammo obyektlarni real vaqt rejimida aniqlash va foydalanuvchiga tezkor
ogohlantirish berish bilan bog‘liq [2].
So‘nggi yillarda axborot texnologiyalarining jadal rivojlanishi ushbu
muammoni hal etishda yangi imkoniyatlar yaratmoqda. Xususan, sun’iy intellekt,
kompyuter ko‘rish va chuqur o‘rganish algoritmlariga asoslangan tizimlar atrofmuhitni avtomatik tahlil qilish va turli obyektlarni aniqlash imkonini beradi.
Kompyuter ko‘rish texnologiyalari yordamida tasvir yoki video oqimidan
obyektlarni aniqlash, ularning joylashuvi va turini aniqlash mumkin. Bunday
tizimlar transport vositalari, piyodalar, devorlar, zinapoyalar yoki boshqa
to‘siqlarni aniqlab, foydalanuvchiga audio yoki vibratsion signal orqali
ogohlantirish berishi mumkin. Shu sababli kompyuter ko‘rish asosidagi yordamchi
tizimlar ko‘zi ojiz insonlarning mustaqil harakatlanishini ta’minlashda muhim
vosita sifatida qaralmoqda [3].
Biroq bunday tizimlarning samaradorligi ko‘p jihatdan hisoblash tezligiga
bog‘liq. Kamera orqali olingan tasvirlar katta hajmdagi ma’lumotlardan iborat
bo‘lib, ularni tezkor qayta ishlash uchun yuqori hisoblash quvvati talab etiladi.
Agar tizimning ishlash tezligi yetarli bo‘lmasa, aniqlangan obyektlar haqidagi
ma’lumot foydalanuvchiga kech yetib borishi va xavfli vaziyatlar yuzaga kelishi
mumkin. Shu sababli real vaqt tizimlarida hisoblash jarayonlarini optimallashtirish
muhim ilmiy masala hisoblanadi.
Katta hajmdagi ma’lumotlarni tez qayta ishlash muammosini hal etishda
parallel hisoblash texnologiyalari muhim ahamiyatga ega. Parallel hisoblash
872
yordamida hisoblash jarayonlari bir vaqtning o‘zida bir nechta protsessor yoki
grafik protsessorlarda bajarilishi mumkin. Natijada tasvirni qayta ishlash va
obyektlarni aniqlash jarayonlarining tezligi sezilarli darajada oshadi [4].
Mazkur tadqiqotning asosiy maqsadi ko‘zi ojiz insonlar uchun atrofmuhitdagi xavf va to‘siqlarni aniqlash jarayonini parallel hisoblash usullari
yordamida optimallashtirishdan iborat.
Asosiy qism
YOLO (You Only Look Once) tasvirni bir martalik neyron tarmoq orqali
qayta ishlaydi va bir vaqtning o‘zida obyektlarning joylashuvini va klassini
aniqlaydi [5].YOLO algoritmi tasvirni S×S o‘lchamdagi panjaraga (grid) bo‘ladi.
Har bir panjara (grid) quyidagi parametrlarni bashorat qiladi:
• bounding box koordinatalari
• obyekt ehtimoli
• obyekt klassi
Bounding box quyidagi parametrlar bilan ifodalanadi:
𝐵 = (𝑥, 𝑦, 𝑤, ℎ)
(2)
Bu yerda:
x,y - obyekt markazining koordinatalari
w,h - bounding box kengligi va balandligi
YOLO modelida aniqlikni baholash uchun Intersection over Union (IoU)
metrikasi ishlatiladi:
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑜𝑓 𝑂𝑣𝑒𝑟𝑙𝑎𝑝
𝐼𝑜𝑈 =
(3)
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑜𝑓 𝑈𝑛𝑖𝑜𝑛
Bu metrika aniqlangan obyekt hududi va haqiqiy obyekt hududi o‘rtasidagi
moslik darajasini ko‘rsatadi.
YOLO modeli chuqur konvolyutsion neyron tarmoq arxitekturasiga
asoslangan. Arxitektura odatda quyidagi komponentlardan iborat:
• convolution qatlamlari
• pooling qatlamlari
• fully connected qatlamlar
YOLO tarmog‘i tasvirni feature map ga aylantirib, ushbu xaritadan obyekt
koordinatalari va klasslarini bashorat qiladi.
Quyidagi sxema YOLO ishlash jarayonini ko‘rsatadi:
1-rasm. YOLO ishlash sxemasi.
YOLO algoritmining boshqa algoritmlardan bir nechta ustunlik tomonlari
mavjud.Ular:
• real vaqt ishlash tezligi
• yuqori aniqlik
873
• butun tasvirni bir vaqtning o‘zida tahlil qilish
• hisoblash samaradorligi
Real vaqt tizimlarida YOLO modeli sekundiga 30–60 ta kadrni qayta ishlash
imkoniyatiga ega [6].
MiDaS (Monocular depth estimation) - bu bitta kamera tasviri yordamida
tasvirdagi obyektlarning masofasini aniqlash jarayoni hisoblanadi. Ushbu
yondashuv robototexnika, avtonom transport tizimlari va navigatsiya tizimlarida
keng qo‘llanib kelinmoqda [7].
MiDaS modeli chuqur o‘rganishga asoslangan bo‘lib, turli datasetlar
yordamida o‘qitilgan va ushbu model kirish tasviridan holatning chuqurlik
xaritasini shakllantiradi.
MiDaS modelining umumiy ishlash jarayoni:
2-rasm. MiDaS modeli ishlash sxemasi.
Depth map - bu tasvirdagi har bir piksel uchun masofa qiymatini
ko‘rsatadigan xarita hisoblanadi.
Matematik jihatdan depth qiymati quyidagicha ifodalanadi:
D(x,y)=f(I(x,y))
(4)
Bu yerda:
I(x,y) - tasvirdagi piksel
D(x,y) - mos keluvchi chuqurlik qiymati
Depth map obyektlarning foydalanuvchiga qanchalik yaqin yoki uzoq
ekanini aniqlash imkoniyatini taqdim etadi. MiDaS modeli quyidagi tizimlarda
keng foydalanilyapdi:
• avtonom robotlar
• dron navigatsiyasi
• robototexnika
• yordamchi texnologiyalar
Ko‘zi ojiz insonlar uchun yaratadigan tizimlarimizda depth map yordamida
oldinda joylashgan obyektlarning masofasini aniqlashda foydalanishimiz mumkin.
Metodologiya. Parallel hisoblash - bu murakkab hisoblash vazifalarini bir
vaqtning o‘zida bir nechta protsessor yoki hisoblash yadrolari yordamida
bajarishga asoslangan hisoblash usuli hisoblanadi. Ushbu yondashuv katta
hajmdagi ma’lumotlarni tez qayta ishlash imkonini beradi va tizimlarning umumiy
ishlash samaradorligini sezilarli darajada oshiradi [8].
Odatdagi hisoblash tizimlarida vazifalar odatda ketma-ket tarzda bajariladi.
Bunda barcha hisoblash operatsiyalari bitta protsessor tomonidan bosqichmabosqich amalga oshiriladi va bu usul oddiy masalalar uchun yetarli bo‘lishi
874
mumkin, ammo katta hajmdagi ma’lumotlar yoki murakkab algoritmlar bilan
ishlashda hisoblash jarayoni juda ko‘p vaqt sarflashga olib keladi [9].
3-rasm. Vazifalarning ketma-ket bajarilishi.
Parallel hisoblash esa ushbu muammoni hal qilish uchun vazifani bir nechta
kichik qismlarga ajratadi va ularni bir vaqtning o‘zida turli protsessorlarda
bajaradi. Natijada umumiy hisoblash vaqti sezilarli darajada qisqarishiga guvoh
bo‘lamiz.
4-rasm. Vazifalarning parallel bajarilishi.
Parallel hisoblash texnologiyalari ayniqsa kompyuter ko‘rish va sun’iy
intellekt sohalarida muhim ahamiyatga ega. Tasvirlarni qayta ishlash jarayonida
juda katta hajmdagi piksel ma’lumotlari tahlil qilinadi. Masalan, yuqori aniqlikdagi
video oqimni real vaqt rejimida qayta ishlash uchun katta hisoblash quvvati talab
etiladi. Parallel hisoblash yordamida tasvirning turli qismlarini bir vaqtning o‘zida
tahlil qilish mumkin bo‘ladi, bu esa tizimning ishlash tezligini sezilarli darajada
oshiradi[10].
Natijalar va tahlillar. Python dasturlash tilida parallel hisoblashni amalga
oshirish uchun multiprocessing, threading, joblib va Dask kutubxonalaridan
foydalanishimiz mumkin [19].
Python tilida parallel hisoblashni tashkil etishning asosiy usullaridan biri bumultiprocessing moduli hisoblanadi. Ushbu modul yordamida dastur bir nechta
mustaqil jarayonlarga bo‘linadi va har bir jarayon alohida protsessor yadrosida
bajariladi. Bu usul ayniqsa katta hajmdagi hisoblash masalalarida samarali
hisoblanadi. Multiprocessing moduli Global Interpreter Lock (GIL) cheklovlarini
chetlab o‘tishga imkon beradi va shu sababli ko‘p yadroli protsessorlardan
samarali foydalanish imkonini yaratadi [12].
Python tilida parallel hisoblashni amalga oshirishning yana bir usuli
threading moduli orqali bajarishimiz mumkinn. Threading moduli yordamida
dastur ichida bir nechta oqimlar (threads) tashkil etiladi va ular bir vaqtning o‘zida
turli vazifalarni bajarishi mumkin. Biroq Python interpreterida mavjud bo‘lgan
Global Interpreter Lock (GIL) sababli threading moduli asosan kirish-chiqish
operatsiyalariga bog‘liq vazifalarda samarali ishlaydi [11].
Biz ushbu tadqiqotimizda Python dasturlash tilining YOLO va MiDaS
algoritmlaridan va parallel hisoblash uchun threading, multiprocessing
875
vositalaridan foydalandik. YOLO – algoritmidan obyektni aniqlash uchun,MiDaS
dan esa obyekt masofasini aniqlash uchun foydalandik.
5-rasm. YOLO va MiDaS algoritmlarining parallel ishlashi.
Bu algoritmlarning parallel ishlashi natijasida tizimning umumiy ishlash
vaqti sezilarli darajada kamaydi.
6-rasm. Dastur natijasi.
Dastur natijasida ko‘rinib turibdiki algoritmlardan parallel hisoblashdan
foydalanganimizda 1.67 marta tezlashganiga guvoh bo‘lyabmiz.
Xulosa. O‘tkazilgan tajriba natijalari shuni ko‘rsatyabdiki, obyektni aniqlash
va chuqurlik baholash algoritmlarini parallel tarzda bajarish tizimning umumiy
hisoblash vaqtini sezilarli darajada kamaytirishini ko‘rsatdi. Ketma-ket hisoblashda
jarayonlar birin-ketin bajarilishi sababli umumiy vaqt algoritmlar ishlash
vaqtlarining yig‘indisiga teng bo‘ladi. Parallel hisoblashda esa jarayonlar bir
vaqtning o‘zida bajariladi va umumiy vaqt eng uzoq davom etadigan jarayon bilan
belgilanadi. Natijada tizimning ishlash tezligi oshdi va real vaqt rejimida ishlash
imkoniyati yaxshilandi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro‘yxati:
1. World Health Organization. World Report on Vision. Geneva: WHO, 2019.
876
2. Potdar K., Pai C., Akolkar S. A Convolutional Neural Network Based Live Object
Recognition System as Blind Aid. International Journal of Computer Applications, 2018.
3. Chandra S., Sharma U., Khilnani D. Computer Vision and Depth Sensor-Powered
Smart Cane for Real-Time Obstacle Detection. 2025.
4. Shafiee M. J., Chywl B., Li F., Wong A. Fast YOLO: A Fast You Only Look Once
System for Real-Time Embedded Object Detection in Video. 2017.
5. Redmon J., Farhadi A. YOLOv3: An Incremental Improvement. arXiv, 2018.
6. Bochkovskiy A., Wang C., Liao H. YOLOv4: Optimal Speed and Accuracy. arXiv,
2020.
7. Ranftl R., Bochkovskiy A., Koltun V. MiDaS: Robust Monocular Depth Estimation.
CVPR, 2020.
8. Quinn M. Parallel Programming in C with MPI and OpenMP. McGraw-Hill, 2004.
9. Tanenbaum A., Bos H. Modern Operating Systems. Pearson, 2015.
10. Kirk D., Hwu W. Programming Massively Parallel Processors. Morgan Kaufmann,
2016.
11. Python Software Foundation. Python Documentation: Concurrent Execution and
Threading. https://docs.python.org
12. Multiprocessing Module Documentation. Python Software Foundation.
SUN’IY INTELLEKT VA KOMPYUTER KO‘RINISHI ASOSIDA TIBBIY
TASVIRLARDAN FOYDALANGAN HOLDA BOSH MIYA
KASALLIKLARINI ERTA ANIQLASH MODELLARINING TAHLILI
Muxiddinov Muhriddin Nuriddin o‘g‘li, Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU,
“Sun’iy intellekt” kafedrasi dotsenti, mmuhriddinm@gmail.com
Mardonova Munisa Nurbek qizi, Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU,
“Kompyuter injinering” kafedrasi magistranti, mardonovamunisa2004@gmail.com
Annotatsiya. Ushbu tadqiqot tahlili bosh miya o‘simtalarini tashxislash, prognoz qilish
va shaxsiylashtirilgan davolash rejalarini ishlab chiqishda sun’iy intellekt (SI) hamda
multimodal integratsiya metodlarining ahamiyatini yoritadi. Maqolada radiologik tasvirlar,
molekulyar-genetik landshaft, histopatologik ma’lumotlar va bemorning klinik profilini
birlashtirish orqali diagnostika aniqligini oshirish yo‘llari ko‘rib chiqilgan. SI algoritmlarining
glioblastoma kabi murakkab kasalliklarda qaytalanish xavfini bashorat qilish, MGMT geni
metilatsiyasi kabi genetik markerlarni aniqlash hamda optimal terapiya (radioterapiya,
kimyoterapiya, jarrohlik) variantlarini tanlashdagi roli tahlil qilingan. Shuningdek,
integratsiyalashgan kompyuter tizimlarining diagnostikani standartlashtirish, mutaxassislar ish
yukini kamaytirish va real vaqt rejimida davolash dinamikasini kuzatishdagi afzalliklari asoslab
berilgan.
Kalit so‘zlar: bosh miya o‘simtasi, sun’iy intellekt, multimodal integratsiya, radiomika,
shaxsiylashtirilgan tibbiyot, prognozlash.
Аннотация. Данное исследование посвящено анализу роли методов
искусственного интеллекта (ИИ) и мультимодальной интеграции в диагностике опухолей
головного
мозга,
прогнозировании
течения
заболевания
и
разработке
персонализированных планов лечения. В статье рассматриваются способы повышения
точности диагностики за счёт объединения радиологических изображений, молекулярногенетического ландшафта, гистопатологических данных и клинического профиля
пациента. Проанализирована роль алгоритмов ИИ в прогнозировании риска рецидива при
сложных заболеваниях, таких как глиобластома, выявлении генетических маркеров,
включая метилирование гена MGMT, а также в выборе оптимальных методов терапии
(радиотерапия, химиотерапия, хирургическое лечение). Кроме того, обоснованы
преимущества интегрированных компьютерных систем в стандартизации диагностики,
877
снижении нагрузки на специалистов и мониторинге динамики лечения в режиме
реального времени.
Ключевые слова: опухоль головного мозга, искусственный интеллект,
мультимодальная
интеграция,
радиомика,
персонализированная
медицина,
прогнозирование.
Abstract. This study analyzes the importance of artificial intelligence (AI) and
multimodal integration methods in the diagnosis of brain tumors, disease prognosis, and the
development of personalized treatment plans. The article examines ways to improve diagnostic
accuracy by integrating radiological imaging, the molecular-genetic landscape,
histopathological data, and the patient’s clinical profile. The role of AI algorithms in predicting
recurrence risk in complex diseases such as glioblastoma, identifying genetic markers such as
MGMT gene methylation, and selecting optimal therapy options (radiotherapy, chemotherapy,
and surgery) is also analyzed. In addition, the advantages of integrated computer systems in
standardizing diagnostics, reducing specialists’ workload, and monitoring treatment dynamics in
real time are highlighted.
Keywords: brain tumor, artificial intelligence, multimodal integration, radiomics,
personalized medicine, prognosis.
Kirish. Mavzuning dolzarbligi shundaki, bosh miya o‘simtalarini erta
bosqichda aniqlash va har bir bemor uchun individual davolash strategiyasini
ishlab chiqish zamonaviy tibbiyotning eng murakkab vazifalaridan biri bo‘lib
qolmoqda. An’anaviy diagnostika usullari subyektiv xarakterga ega bo‘lishi va
katta hajmdagi tibbiy ma’lumotlarni yaxlit tizimda tahlil qilishda cheklangan
imkoniyatlarga ega. Tibbiyotda katta ma’lumotlar davri boshlanishi bilan, birgina
bemorga tegishli bo‘lgan MRI tasvirlari, histopatologik tahlillar va genetik
profillar minglab parametrlarni o‘z ichiga olmoqda. Inson ongi uchun ushbu
multimodal ma’lumotlar orasidagi murakkab bog‘liqliklarni aniqlash qiyinchilik
tug‘diradi [1].
Sun’iy intellekt va kompyuter ko‘rinishi texnologiyalari ushbu
muammolarga samarali yechimlar taklif etmoqda. Tadqiqotda radiologik
tasvirlarni epigenomik va klinik ma’lumotlar bilan birlashtiruvchi
integratsiyalashgan diagnostika platformalarining afzalliklari ko‘rib chiqiladi.
Parallellashgan konvolyutsion neyron tarmoqlari yordamida past sifatli tasvirlardan
ham muhim xususiyatlarni ajratib olish orqali diagnostika aniqligini maksimal
darajaga ko‘tarish mumkin. Ushbu texnologiyalarning amaliyotga tatbiq etilishi
neyroxirurg va onkologlarga davolash samaradorligini real vaqtda kuzatish va
diagnostik jarayonni standartlashtirish imkonini beradi [2].
Miyadagi o‘smalarni bashoratlash va davolashni rejalashtirishda sun’iy
intellekt imkoniyatlari. Bosh miya o‘simtalarini davolash jarayoni murakkab va
ko‘p bosqichli bo‘lib, bemorning klinik holati, o‘simtaning turi, molekulyar
xususiyatlari, joylashuvi va davolashga javob berish qobiliyati kabi ko‘plab
omillarga bog‘liq. An’anaviy yondashuvlar ko‘pincha tajribaga asoslangan bo‘lib,
individual xususiyatlarni hisobga olishda cheklangan [3]. Shu sababli sun’iy
intellekt (SI) texnologiyalari davolashni rejalashtirish va prognoz qilishda inqilobiy
imkoniyatlar yaratadi.SI modellarining asosiy afzalligi ularning katta hajmdagi
ma’lumotlar bilan ishlash qobiliyatidir. Radiologik tasvirlar, histopatologik
ma’lumotlar, genetik va klinik ko‘rsatkichlar birlashtirilib, bemorning davolashga
878