Aprendizagem de Máquina

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1 Introdução Aprendizagem de Máquina Para ilustrar a construção de um sistema inteligente, vamos considerar um problema simples, porém interessante. Alessandro L. Koerich Estudo de Caso Suponha que desejamos classificar visualmente os personagens do desenho animado The Simpsons. Mestrado/Doutorado em Informática (PPGIa) Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR) Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 2 Quem é Quem? Questão Dada estas imagens, seria possível treinar um algoritmo para reconhecer automaticamente os personagens do desenho? Este algoritmo teria um bom desempenho? Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 3 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 4

2 Complicando... Construindo um Sistema Inteligente Supervisor Extração de Características Algoritmo de Aprendizagem Modelos Aprendidos Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 5 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 6 Construindo um Sistema Inteligente Palavras Chave Característica Modelo Pre-processamento Segmentação Extração de características Exemplos de treinamento Custo Decisão Generalização Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 7 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 8

3 Simplificando... Quais as Características? Consideraremos somente duas classes Devem ser discriminantes Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 9 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 10 Sugestões dadas Durante a Aula Características Robustas? 1. Formato da cabeça 2. Copo de Chopp 3. Barriga 4. Tamanho do corpo 5. Cor da roupa / Tipo de roupa 6. Barba 7. Forma do Cabelo 8. Olhos 9. Espessura dos Braços e Pernas 10. Formato do Sapato Levam em conta a variabilidade possível? Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 11 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 12

4 Base de Dados Por isso é necessário utilizar uma base de dados... Dados os conjuntos de treinamento contendo 80 exemplos da classe Bart e 62 exemplos da classe Homer devemos representar estas imagens através de um vetor d dimensional de características discriminantes, onde d >=5....e escolher as características analisando vários exemplos das classes! Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 13 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 14 Dica: Veja o arquivo disponível na página da disciplina. Ele apresenta um código exemplo em Matlab para ler as imagens, realizar operações sobre os pixels das imagens e gerar vetores de características/atributos. Objetivo: Gerar vetores de características para as duas classes em questão. A classe Bart será identificada com a etiqueta zero 0 e a classe Homer será identificada com a etiqueta um 1. Desenvolva novas características para criar um vetor de pelo menos 5 atributos (features). Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 15 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 16

5 Dicas Matlab Próximas Etapas whos: listar variáveis clear: limpar variáveis imshow(imread( /pasta/bart1, bmp )) : mostra a imagem na janela. pixval: mostra o valor RGB do pixel na posição no cursor. Aprendizagem Árvore de Decisão (See 5.0) Aprendizagem Rede Neural (JavaNNS) Avaliação da Performance dos Sistemas Construídos Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 17 Mestrado/Doutorado em Informática PPGIa 18