Reconhecimento de Padrões

Transcrição

1 Reconhecimento de Padrões André Tavares da Silva

2 Método de Avaliação (a definir) Duas provas dissertativas (sem consulta) Apresentação e discussão de artigos científicos Trabalhos práticos (individuais): Implementação utilizando qualquer linguagem de programação Artigo descrevendo o problema, a abordagem utilizada na solução e os resultados obtidos Apresentação para a turma (15 minutos) Seminário (individual, 45 minutos de apresentação e 15 minutos de discussão)

3 Ementa oficial Técnicas de aprendizado de máquina e reconhecimento de padrões. Redução de dimensionalidade. Descritores. Classificadores.

4 Conteúdo programático (plano) 1. Fundamentos do aprendizado e reconhecimento de padrões 2. Redução de dimensionalidade 3. Seleção e combinação de descritores 4. Agrupamento e aprendizado supervisionado 5. Classificação de padrões e regressão de funções 6. Seleção e fusão de classificadores 7. Clustering 8. Avaliação de técnicas de classificação e testes estatísticos 9. Técnicas para reconhecimento de padrões

5 Apresentação - Alunos Nome Graduação e pós-graduação (se for o caso) Experiência profissional e didática (programador, bolsista de IC, professor, etc) Porque estás cursando / pretende cursar a disciplina (e curso)? Qual a linha de pesquisa que pretende atuar? Qual será o tema de sua dissertação? (orientador) Porque escolheste cursar esta disciplina? O que você espera da disciplina?

6 Apresentação - PROFESSOR

7 O que são padrões? Para o ser humano, padrões são informações sensoriais correlacionadas no tempo e/ou no espaço Dados não correlacionados são considerados como ruído O cérebro é uma máquina especializada em identificar, detectar e prever padrões Os padrões permitem que o cérebro possa aprender e generalizar

8 Padrões e categorias Classificar é identificar padrões, i.e., verificar que um padrão pertence a determinada categoria O ser humano está sempre classificando (rotulando) as coisas Isto não pode ser evitado pois é a categorização é a base de funcionamento do cérebro: A FFA (Fusiform Face Area), por exemplo, é a parte do sistema visual humano responsável por classificar (identificar) rostos e fica na na área occipitotemporal (ou área Brodmann 37/fusiform gyrus ) parte do cortex temporal) Sem generalização o ser humano teria que decorar

9 Padrões e categorias Categorias não existem no mundo real, elas são invenções humanas: frio, morno, quente rio, lago, lagoa, laguna, estuário, mar, oceano planeta, satélite, asteróide, estrela Em todos os exemplos acima, um ou mais atributos fazem com que se determine a categoria A categorização também pode levar ao preconceito e a discriminação, especialmente quando uma determinada amostra difere muito da média da população

10 Padrões e categorias Como as categorias são criações humanas, suas fronteiras são sempre arbitrárias Casos extremos são fáceis de resolver, mas os casos intermediários são mais complicados Diferentes pessoas podem atribuir o mesmo objeto a diferentes categorias Muitas vezes em ciência se perde tempo simplesmente tentando determinar se um objeto pertence a determinada categoria Mas o mundo natural não possui apenas categorias discretas normalmente são variáveis contínuas

11 Categorias

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13 Padrões e o cérebro Como a categorização é uma definição predominantemente humana, veremos alguns exemplos relacionados a nosso cérebro. Prosopagnosia Sinestesia Apofenia Pareidolia

14 Prosopagnosia Prosopagnosia em grego: "prosopon" = "cara", "agnosia" = "inabilidade de reconhecer (também conhecida como cegueira para feições) era, até muito recentemente, tratada como uma desordem rara da percepção da face, na qual a habilidade de reconhecer os rostos está danificada, embora a habilidade de reconhecer objetos pudesse estar relativamente intacta.

15 Sinestesia Do grego syn (união ou junção) e esthesia (sensação) É a relação de planos sensoriais diferentes: Por exemplo, o gosto com o cheiro, ou a visão com o tato. "Vamos respirar o ar verde do outono" respirar = olfato / verde = visão (cores) "Sempre havia, ao amanhecer, uma cor estridente no horizonte" (Giuliano Fratin) cor = visão / estridente = audição E um doce vento, que se erguera, punha nas folhas alagadas e lustrosas um frémito alegre e doce. (Eça De Queiros)

16 Sinestesia

17 Apofenia Um termo proposto em 1959 por Klaus Conrad para o fenômeno cognitivo de percepção de padrões ou conexões em dados aleatórios. É um importante fator na criação de crenças supersticiosas, da crença no paranormal e em ilusão de ótica.

18 Pareidolia A pareidolia é um fenômeno psicológico que envolve um estímulo vago e aleatório, geralmente uma imagem ou som, sendo percebido como algo distinto e com significado. É comum ver imagens que parecem ter significado em nuvens, montanhas, solos rochosos, florestas, líquidos, janelas embaçadas e outros tantos objetos e lugares. A palavra pareidolia vem do grego para, que é junto de ou ao lado de, e eidolon, imagem, figura ou forma. Pareidolia é um tipo de apofenia.

19 Pareidolia

20 Pareidolia

21 Pareidolia

22 Pareidolia

23 Pareidolia

24 Quincy?

25 Teste de Rorschach

26 Biomorfos (crenças) Game-of-life

27 Ilusão de Ótica A interpretação de um padrão depende do contexto, da base de conhecimento e consequentemente, do observador.

28 Ilusão de Ótica A orientação das imagens afeta o reconhecimento

29 Ilusão de Ótica A orientação das imagens afeta o reconhecimento

30 Ilusão de Ótica A orientação das imagens afeta o reconhecimento As figuras acima são somente riscos no papel. É o cérebro que reconhece os padrões a partir de indícios.

31 O que você vê na imagem abaixo?

32 O que você vê abaixo?

33 Resposta:

34 Reconhecimento de Padrões Nesta disciplina será visto como o reconhecimento de padrões pode ser útil em aplicações computacionais para resolver problemas práticos: Sistemas especialistas Que necessitam conhecimento para a tomada de decisão Esta decisão depende de informações incompletas, imprecisas e ruidosas Exemplos: Identificação de pessoas, localização de desmatamento através de fotos de satélite, identificação de comportamentos suspeitos, busca de objetos, etc.