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.Haykin, o processo de treinamento é a etapa responsávelpor definir as fronteiras de decisão, entre as diferentesclasses, para as aplicações de reconhecimento de padrões[5].As estruturas de redes neurais estão sujeitas asuperadaptação em decorrência do número muito grandede parâmetros no modelo [6]. Entende-se que a grandequantidade de padrões durante a fase de treinamento ereconhecimento, com baixo índice de variância, tambémpossa ocasionar uma superadaptação da rede neural,sendo os pontos de controle uma estratégia para evitaresta situação.A estrutura da NEOPC é composta por duas redes neurais:RNDPC (rede neural para a detecção dos pontos decontrole) e a RNRF (rede neural para o reconhecimentofacial).A Rede Neural para a Detecção de Pontos de Controle(RNDPC) é baseada na estrutura do neocognitron e,conforme já mencionado, é responsável pela obtenção dospontos de controle a serem utilizados pela RNRF (redeneural para o reconhecimento facial) durante otreinamento não-supervisionado.A RNDPC possui suas interconexões pré-definidas, queestabelece a detecção de bordas seguidas da detecção desegmentos de retas, de pontos de curvatura, e de pontosextremos, sobre os padrões de entrada.A Figura 4 ilustra as etapas correspondentes à RNDPC,em que as bordas são detectadas sobre ambos os lados (Ae B) de uma linha em 8 direções principais, que variam de22.5 graus, a partir do ângulo 0. A existência de duasbordas (uma de cada lado) numa determinada direção,identifica um segmento de reta, ou linha. Pequenasdistorções na espessura de uma linha são absorvidas pelaestrutura da rede, que permite essas variações, pelo uso dacamada de células-C.As conexões das células-S das camadas Us1 e Us2 sãosemi-fixas 1 . No estado inicial, quando a rede é construída,as conexões são modificadas pelo método de treinamentosupervisionado do neocognitron. Mais especificamente,uma célula-semente é arbitrariamente selecionada numplano-celular, e um padrão de treinamento, atribuído àcélula, é apresentado na camada de entrada U0. Cadaconexão de entrada da célula-semente é reforçadaproporcionalmente à intensidade de resposta da célula, deonde provem a conexão. As conexões de entrada de todasas outras células do plano-celular são automaticamentereforçadas, na mesma proporção da célula-semente.O padrão de treinamento para cada plano-celular dacamada Us1 é uma borda numa orientação particular,conforme se verifica na Figura 4, à esquerda. A borda,contudo, não é localizada no centro do campo receptivo.Existe um pequeno deslocamento, em relação ao centro,1 As conexões são ditas semi-fixas porque, nenhuma alteração é feitasobre essas células posteriormente.para que a célula responda a uma borda de uma linhamuito estreita.Figura 4 - Ilustração dos estágios da RNDPC.Uma linha estreita em uma particular orientação é usadapara o treinamento de um plano-celular da camada Us2.Na Figura 4 é vista após os padrões de bordas, os padrõesde segmentos de retas. Apenas uma simples apresentaçãode uma linha de certa espessura é necessária para treinaras células de extração de linhas, em diferentes espessuras.A camada seguinte UB é responsável pela detecção depontos extremos das linhas retas. Como uma curva écomposta de um conjunto de segmentos de linhas retas, ospontos extremos que pertencem à junção de doissegmentos de linhas representam um ponto de curvatura.Uma célula-B recebe conexões de entrada somente de umúnico plano-celular da camada Us2. Essas conexões deentrada são fixas e tem uma distribuição espacial quepermite a detecção de um dos pontos extremos de umalinha numa determinada direção. Em contraste às células-S, uma célula-B (bend points), funciona de formasubtrativa, ao invés da forma multiplicativa, e portanto,não usa as células-V que estão embutidas na estrutura decálculo das células-S.A estrutura dessa rede é semelhante a uma rede paraextração de curvaturas [4]. O arranjo espacial dasconexões excitatórias e inibitórias coincide com aorientação preferencial do plano-celular da camadaprecedente Us2. As células-B são ativadas numa dasextremidades de uma linha obtida em Us2. Quando uma167