<strong>WVC</strong>'<strong>2007</strong> - <strong>III</strong> Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outu<strong>br</strong>o de <strong>2007</strong>, São José do Rio Preto, SP.Quantidade de experimentosFaixa de taxade acerto Algoritmo ID3 Algoritmo MC480 – 84,9% 7 1285 – 89,9% 5 490 – 94,9% 5 395 – 99,9% 3 3100% 2 0Conforme se pode observar na tabela 2, o algoritmoID3 confirma o melhor desempenho, apresentando taxasde acerto maiores que 90% em quase 50% dosexperimentos; comparativamente, o algoritmo MC4alcançou taxas de acerto inferiores a 90% em 70% dosexperimentos.5. Conclusões e trabalhos futurosOs resultados experimentais demonstram que é viávelutilizar algoritmos indutores de árvores de decisão parainspecionar placas de circuito impresso montadas. Mesmocom considerável nível de ruído nas imagens-exemplo, o<strong>sc</strong>lassificadores obtiveram, no mínimo, 80% de acerto emédia geral de 86,7%; além disso, o melhor classificadorclassificou corretamente 100% dos exemplos do conjuntode execução.Cabe destacar que os melhores classificadores foramobtidos quando se utilizaram apenas característicasextraídas das imagens limiarizadas. Isso se deve,possivelmente, ao fato de as imagens monocromáticasapresentarem grande variância nos tons de cinza, o quetorna o seu histograma de tons de cinza uma característicade menor potencial di<strong>sc</strong>riminativo.A maior vantagem do método proposto, frente a outrastécnicas, consiste na utilização de características simplesda imagem, cuja extração é realizada com pequenoesforço computacional, e na possibilidade de se operarcom considerável nível de ruído.Futuramente, pretende-se estender o e<strong>sc</strong>opo destetrabalho a fim de que os algoritmos indutivos geremárvores de decisão capazes de classificar as imagens deplacas de acordo com o tipo de defeito encontrado.6. Referências[1] E. Moganti et al., “Automatic PCB inspection algorithms: asurvey”. Computer Vision and Image Understanding, Vol. 63,No. 2, 1996, pp. 287-313.[2] A. Hilton et al., “Automatic Inspection of Loaded PCB’sUsing 3D Range Data”. In: Proc. SPIE Machine VisionApplications in Industrial Inspection II, Vol. 2183, 1994, pp.226-237.[3] D. Unay and B. Gos<strong>sel</strong>in, “Apple Defect Detection andQuality Classification with MLP-Neural Networks”. In: Proc. ofPRORISC 2002, Veldhoven, Netherlands, November, 2002.[4] Z. Zhou and Y. Ziang, “Medical diagnosis with C4.5 rulepreceded by artificial neural network ensemble”. IEEETransactions on Information Technology in Biomedicine, 7(1),2003, pp. 37-42.[5] Instituto de Pesquisas Tecnológicas de Estado de São Paulo –IPT, “Sistema Computacional Embarcado de Inspeção VisualAutomática de Placas de Circuito Impresso: Anteprojeto eResultados Iniciais”. Relatório Técnico 93677-205, São Paulo,<strong>2007</strong>.[6] D. H. Ballard and C. M. Brown, Computer Vision. PrenticeHall, chapter 3, 1982.[7] J. Serra, “Image Analysis and Mathematical Morphology”.Academic Press, London, 1982.[8] A. M. Darwish and A. Jain, “A Rule Based Approach forVisual Pattern Inspection”. IEEE Transactions on PatternAnalysis and Machine Intelligence, vol 10(1), 1988, pp.56-68.[9] M.H. Tatibana and R. de A. Lotufo, “Novel automatic PCBinspection technique based on connectivity”. In: Proc. of XBrazilian Symposium on Computer Graphics and ImageProcessing (SIBGRAPI), 1997, pp. 187-194.[10] T. Cootes et al., “Statistical Grey-Level Models for ObjectLocation and Identification”. In: 6 th British Machine VisonConference, Birmingham: BMVA Press, England, Sept. 1995,pp. 533-542.[11] E. K. Teoh and D. P. Mital, “A Transputer-basedAutomated Visual Inspection System for Electronic Devices andPCBs”. Optics and Lasers in Engineering, vol. 22, 1995, pp.161-180.[12] S. Mashohor, J.R. Evans and T. Arslan, “Genetic AlgorithmBased Printed Circuit Board Inspection System”. In: IEEEInternational Symposium on Consumer Electronics, Reading,UK , September, 2004, pp. 519-522.[13] S. Mashohor, J.R. Evans and T. 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<strong>WVC</strong>'<strong>2007</strong> - <strong>III</strong> Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outu<strong>br</strong>o de <strong>2007</strong>, São José do Rio Preto, SP.Usando MLP para filtrar imagensThiago Richter, Ediel Wiezel da Silva, e Adilson GonzagaDepartamento de Engenharia Elétrica, Universidade de São Paulo, Brasilthiago.richter@yahoo.com.<strong>br</strong>, edielws@gmail.com, adilson@<strong>sel</strong>.<strong>ee<strong>sc</strong></strong>.<strong>usp</strong>.<strong>br</strong>ResumoEste trabalho tem como objetivo estudararquiteturas e topologias de redes neuraisartificiais que possam ser usadas como filtros deimagens contendo ruídos. Serão realizados eapresentados testes usando diversas topologias,assim como a metodologia empregada seráapresentada.1. IntroduçãoO objetivo deste trabalho visa estudar arquiteturas etopologias de redes neurais artificiais que possam serusadas como filtros em imagens contendo ruídos, sendo aredução de ruídos necessária em casos como o desegmentação de imagens. Abaixo apresentam-se <strong>br</strong>eve<strong>sc</strong>onceitos relacionados a imagens ruidosas, de filtrosespaciais e redes neurais.1.1. Ruídos em imagensRuídos em imagens são padrões aleatórios de pontosque superpostos à imagem como resultado de qualquerinterferência, tanto na transmissão como na captura dainformação, degradando a imagem e dificultandoprocessamentos digitais de imagens, incluindo-seprincipalmente segmentação de imagens. Ruídos sempreestarão presentes em qualquer equipamento eletrônico, emmaior ou menor grau.A capacidade de simular o funcionamento e efeitos doruído numa imagem torna-se importante para estudarrestaurações de imagens, incluindo-se os filtros, visto queé possível comparar a imagem original com a imagemrestaurada através do uso da imagem com ruído[1]. Dentreos diversos tipos de ruídos aplicados a imagens, destacamseos ruídos Gaussiano, Poisson, Salt-and-Pepper eSpeckle.1.2. Filtros espaciaisFiltros espaciais são os filtros mais utilizadosatualmente em processamento de imagens digitais econsistem basicamente em definir um ponto central (x, y);executar operações envolvendo uma região de pixels(vizinhos) definidos a partir deste ponto central comvalores pré-definidos em um template (má<strong>sc</strong>ara), sendoesta vizinhança do mesmo tamanho que o template; umnovo valor do ponto central é atribuído através doresultado desta operação; e este processo é repetido paratodos os pontos da imagem [1]. Podem-se separar osfiltros espaciais em dois grupos, filtros espaciais lineares,se as operações realizadas no processo forem lineares efiltros espaciais não-lineares se estas operações não foremlineares.Dentre os filtros espaciais lineares, destacam-se osfiltros laplacianos e gaussianos e dentre os filtros nãolineares pode-se destacar o filtro da mediana. Filtrosderivativos como Sobel e Prewit são utilizadosprincipalmente para detectar bordas, assim como os filtrosde Canny e Laplaciano da Gaussiana (LoG).Dois exemplos de templates usados em filtros espaciaissão apresentados na figura (Fig. 1) abaixo:⎡ 0⎢(a)⎢−1⎢⎣0−14−10 ⎤⎥ ⎡1−1(b)⎥ ⎢0 ⎥⎣0⎦0 ⎤−1⎥ ⎦⎡ 0 1⎤⎢ ⎥⎣−10⎦Figura 1. Templates (a) Laplaciano, (b) Roberts.1.3. Redes Neurais ArtificiaisRedes Neurais Artificiais (RNA) são modelo<strong>sc</strong>omputacionais inspirados no cére<strong>br</strong>o humano e quepossuem a capacidade de aquisição e manutenção dainformação. As RNA podem também ser definidas comoum conjunto de unidades de processamento (neurônios)que são interligados por um grande número de sinapses[2]. Na Fig. 2 é apresentado o modelo geral do neurônioartificial de McCulloch, onde x são as entradas da RNA, wsão seus pesos, θ é o limiar de ativação, f é a função deativação e y a saída da rede.Tem como características a capacidade de adaptar ouaprender, inclusive aprender através de exemplos,capacidade de generalizar, agrupar ou organizar dados,auto-organizar, tolerar falhas e de não necessitar damodelagem matemática do processo. Suas principais áreasde aplicação são [2], [3]: reconhecimento de padrões,aproximação de funções, previsão/estimação, otimização204
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