III WVC 2007 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br - USP

WVC'2007 - III Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outubro de 2007, São José do Rio Preto, SP.morfológicos, tentando-se assim sanar essas dificuldades inerentes ao processo de projeto. Contudo, ostrabalhos supracitados têm se limitado a projetar filtros ótimos, onde as seqüências de operadoresmorfológicos são de tamanho fixo e os elementos estruturantes utilizados são limitados a formasbásicas [10]. A programação genética utiliza os princípios da seleção natural de Darwin para criarprogramas de forma automática através de uma especificação de alto nível. Na literatura pesquisada,poucos trabalhos foram encontrados que utilizam os conceitos de programação genética aplicados aoprocessamento de imagens. Assim, este artigo propõe uma metodologia para extração de padrõesmusicais em imagens binárias gerando procedimentos automáticos de morfologia matemática por meiode programação genética com a possibilidade de se explorar um espaço muito grande (não fixo) depossíveis algoritmos morfológicos e de elementos estruturantes de tamanhos e formas diferenciados.Também, o algoritmo desenvolvido permite utilizar ou acrescentar qualquer tipo de instrução, e nãosomente as morfológicas, de acordo com uma dada aplicação.2. Programação GenéticaO objetivo primordial da programação genética é descobrir como os computadores podem aprendera resolver problemas sem, no entanto, serem programados para essa tarefa [11]. A programaçãogenética é uma extensão de algoritmos genéticos [12] onde os cromossomos são representados porprogramas de computador. Nesta abordagem, os programas são representados por árvores sintáticas, aoinvés de linhas de código. Por exemplo, a representação de min(x*2,x+2*y) pode ser vista na figura 1.Figura 1: Árvore sintática representando a expressão min(x*2,x+2*y).O conjunto de nós internos da árvore sintática é representado por funções e seu conjunto de nósterminais é formado por variáveis e constantes. As funções e os terminais são escolhidos baseadosnuma dada aplicação. O algoritmo básico de busca utilizado em programação genética se baseia noalgoritmo genético clássico com seus operadores de cruzamento e mutação operando sobre estruturasde árvores. O algoritmo trabalha da seguinte maneira: inicialmente são gerados programas pertinentesao problema, de forma estocástica, segundo a estrutura de árvore dada pela figura 1; o algoritmo écontrolado por uma função de aptidão que avalia a qualidade dos programas (indivíduos) gerados deforma aleatória; assim, torna-se necessário executar cada programa dentro desse ambiente, onde osmelhores são selecionados e modificados para produzir uma nova população que será avaliada napróxima geração; esse processo é repetido até que uma condição de parada seja satisfeita.3. Construção Automática de Operadores MorfológicosO algoritmo proposto, para construção automática de operadores morfológicos utilizandoprogramação genética, foi desenvolvido no software Matlab 7.0 da Mathworks e trabalha da seguinte89