Segmentação para Identificação de Defeitos em Superfícies Metálicas: Uma Comparação de Técnicas de Redes Neurais Artificiais e Sistemas Fuzzy

Documentos relacionados
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

Usando MLP para filtrar imagens

Rede Perceptron. Capítulo 3

Diego Martin Mancini Orientador: Prof. Paulo A. V. de Miranda Instituto de Matemática e Estatística Universidade de São Paulo

Primeiras Redes Neurais Artificiais: Perceptron e Adaline

Introdução à Redes Neurais. Prof. Matheus Giovanni Pires EXA 868 Inteligência Artificial Não-Simbólica B Universidade Estadual de Feira de Santana

RECONHECIMENTO DE GÊNERO ATRAVÉS DA VOZ

TÓPICOS EM INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL Redes Neurais Artificiais

Extração de objetos de interesse em imagens digitais utilizando a biblioteca de Visão Computacional OpenCV

Detecção de Faces Humanas em Imagens Coloridas Utilizando Redes Neurais Artificiais

APLICAÇÃO DE LÓGICA FUZZY PARA AVALIAÇÃO DE CURSOS SUPERIORES COM BASE NOS CONCEITOS CPC E IGC

Desenvolvimento de um método para segmentação de imagens histológicas da rede vascular óssea

Avaliação de Desempenho de Redes LVQ em Comparação com Redes MLP com Backpropagation na Classificação de Cromossomos

Aplicação de redes neurais artificiais na classificação de imagens obtidas por sensoriamento remoto

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

Redes Neurais: MLP. Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Engenharia de Computação e Automação

Mapas Auto Organizáveis SOMs Mapas de Kohonen

serotonina (humor) dopamina (Parkinson) serotonina (humor) dopamina (Parkinson) Prozac inibe a recaptação da serotonina

Processamento de Imagens Digitais

3 Redes Neurais Artificiais

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

Detecção de Resíduos em Imagens de Bolsas para Coleta de Sangue Utilizando Redes Neurais Artificiais nos canais RGB

Análise Quantitativa de Tecidos em Úlceras de Perna

SEMINÁRIO DOS ARTIGOS:

Algoritmos de Aprendizado. Formas de Aprendizado. Aprendizado Batch x Incremental. Aprendizado Batch x Incremental

Detecção e Correção Automáticas de Olhos Vermelhos

Modelagem para previsão/estimação: uma aplicação Neuro-Fuzzy

Bolsista PIBIC/CNPq, aluno do curso de graduação de Engenharia Elétrica da UNIJUÍ. 3. Aluno do curso de doutorado em Modelagem Matemática da UNIJUÍ.

A evolução natural deu ao cérebro humano muitas características desejáveis que não estão presentes na máquina de von Neumann:

2. Redes Neurais Artificiais

SISTEMA PARA EXTRAÇÃO DE CARACTERÍSTICAS VISUAIS DE IMAGENS DE MADEIRA DE PINUS

Redes Neurais Artificial. Inteligência Artificial. Professor: Rosalvo Ferreira de Oliveira Neto

Realce de imagens parte 1: operações pontuais SCC0251 Processamento de Imagens

Morfologia Matemática: algumas aplicações. Rosana Gomes Bernardo Universidade Federal Fluminense

SISTEMAS NEURO-FUZZY NEURAL-FUZZY SYSTEMS

Aula 1 Introdução - RNA

DCBD. Avaliação de modelos. Métricas para avaliação de desempenho. Avaliação de modelos. Métricas para avaliação de desempenho...

INF 1771 Inteligência Artificial

VERIFICAÇÃO QUALITATIVA DE DEPÓSITOS POR BRASAGEM VIA PROCESSAMENTO DE IMAGEM

Transformação de Imagens Digitais em Código CNC Aprimoradas com Redes Neurais Artificiais

2. Redes Neurais Artificiais

2ª PROVA ICIN 1º/2015

3 Simpósio Internacional de Agricultura de Precisão

Redes Neurais Artificiais Aplicadas ao Jogo da Velha 3D em Pinos

Palavras chave: ensaios não destrutivos, processamento digital de sinal, redes neurais, pulso eco, ultrassom

Introdução à Mineração de Dados com Aplicações em Ciências Espaciais

UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS (DEX) Estudo de Algoritmos de Aprendizado em Redes Neurais Artificiais

Inteligência Computacional

Reconhecimento de Faces Utilizando Redes Neurais MLP

DESENVOLVIMENTO DE TÉCNICA DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL BASEADA EM REDE NEURAL FUZZY-CMAC PARA APLICAÇÃO EM CONTROLE DE MÁQUINAS DE PRODUÇÃO

Previsão de Vazões utilizando Redes Neurais Artificiais MLP e NSRBN

Programa 25/02/2019. Objetivo Geral: Processamento Digital de Imagens I Turma A. Objetivos Específicos:

AVALIAÇÃO QUALITATIVA DE DETECÇÃO DE BORDAS EM IMAGENS DE RADIOGRAFIA PERIAPICAIS

DEFEITOS EM IMAGENS RADIOGRÁFICAS DE JUNTAS SOLDADAS EM TUBULAÇÕES: SEGMENTAÇÃO E EXTRAÇÃO DE DEFEITOS

Rede RBF (Radial Basis Function)

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

Redes Neurais e Sistemas Fuzzy

Redes Neurais MLP: Exemplos e Características

Desenvolvimento de um Software para auxiliar o estudo da relação entre análise química e característica visual em plantas medicinais

3 REDES CLÁSSICAS PERCEPTRON E ADALINE

6. Controle por Aprendizado Neuro-Fuzzy

lnteligência Artificial Introdução a Lógica Nebulosa (Fuzzy)

AUTOMATED ASSESSMENT OF BREAST TISSUE DENSITY IN DIGITAL MAMMOGRAMS

Introdução a Análise de Imagens Digitais

Inteligência Artificial Escola de Verão Laboratório Associado de Computação e Matemática Aplicada LAC.

Introdução a Redes Neurais Artificiais com a biblioteca Encog em Java

lnteligência Artificial Introdução a Lógica Nebulosa (Fuzzy)

Sistema de Inferência Fuzzy baseado em Redes Adaptativas (ANFIS) Sistema de Inferência Fuzzy

- lnteligência Artificial. Seminário sobre o artigo: Beans quality inspection using correlationbased granulometry

PROPOSTA DE UTILIZAÇÃO DE REDES NEURAIS PARA ANÁLISES FÍSICO- QUÍMICA UTILIZANDO DADOS ESPECTROMÉTRICOS NO UV-VIS

Trabalho de IA - Redes Neurais: Multilayer Perceptron e16 Learning de março Vector de 2015 Quantization 1 / 28

Tópicos Especiais em Reconhecimento de Padrões [2COP329] Mestrado em Ciência da. Sylvio Barbon Jr

VISÃO COMPUTACIONAL PARA RECONHECIMENTO DE FACES APLICADO NA IDENTIFICAÇÃO E AUTENTICAÇÃO DE USUÁRIOS NA WEB. Márcio Koch

Reconhecimento de Padrões em imagens ruidosas utilizando Redes Neurais Artificiais

O uso de uma Rede Neural Artificial Supervisionada para obtenção do fator de carga de um alimentador.

Visão computacional. Juliana Patrícia Detroz Orientador: André Tavares Silva

Máquinas de Vetores de Suporte Aplicadas à Classificação de Defeitos em Couro Bovino

Redes Neurais Artificial. Prática. Inteligência Artificial

Redes Neurais Artificiais. Professor: Juan Moises Villanueva

Processamento De Imagem. Descritores de Cor

Um método automático de segmentação de imagens aplicado à análise do marmoreio da carne em plataforma móvel

Metodologia para Segmentação de ROI Visando a Extração Automática de Características das Vértebras Cervicais para Estimação de Idade Óssea

3 FERRAMENTAS UTILIZADAS: REDES NEURAIS E LÓGICA FUZZY

USO DE TÉCNICAS DE SEGMENTAÇÃO NA ANÁLISE DE IMAGENS DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE PULMÕES COM DPOC

ESTUDO DE TÉCNICAS PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE PROCESSAMENTO DE IMAGENS UTILIZANDO A LINGUAGEM PYTHON

Reconhecimento de texturas utilizando padrão binário local e classificador knn.

3 INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL (IC)

HP UFCG Analytics Abril-Maio Um curso sobre Reconhecimento de Padrões e Redes Neurais. Por Herman Martins Gomes.

IDENTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS UTILIZANDO SISTEMA DE CORES HSV EM IMAGEM DE ÍNDICE DE VEGETAÇÃO DA CULTURA DE CANA-DE-AÇÚCAR

Visão Computacional. Alessandro L. Koerich. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica Universidade Federal do Paraná (UFPR)

ESTIMATIVA DE RADIAÇÃO SOLAR NA REGIÃO DO MACIÇO DE BATURITÉ: ABORDAGEM VIA REDES NEURAIS ARTIFICIAIS.

Protótipo de Software para Reconhecimento de Impressões Digitais

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO - UNEMAT. Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET / Sinop Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica

READING DIGITS IN NATURAL IMAGES WITH UNSUPERVISED FEATURE LEARNING

Processamento de Imagem. Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto

Diagnóstico de falha em transformadores de alta tensão com Redes Neurais Artificiais

PROCESSAMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE IMAGENS DE SATÉLITE PARA CARACTERIZAÇÃO DE USOS DO SOLO

Transcrição:

Segmentação para Identificação de Defeitos em Superfícies Metálicas: Uma Comparação de Técnicas de Redes Neurais Artificiais e Sistemas Fuzzy Diego Rafael Moraes Universidade de São Paulo (São Carlos) diego.moraes@usp.br Resumo Among the processes used to identify defects on industrial metal surfaces penetrant liquid method stands out. It involves the use of liquids of low surface tension that enhance visual defects without damaging the parts. Defects classification has to be made in accordance to quality standard PT 70-3, in which, due to its detailed nature, turns difficult visual investigation, the standard inspection procedure conducted nowadays. This paper presents the analysis of different methods for automatic segmentation of defects from digital images. Artificial Neural Networks and Fuzzy Systems techniques were used, combined with Digital Image Processing. The automatic segmentation is a fast process, and the area calculation is performed with accuracy significantly higher than manual measurements based on the extent of the principal axes. 1. Introdução Peças industriais devem ser submetidas a testes para identificar defeitos que podem comprometer seu desempenho. Além dos diversos testes de qualidade, existem normas que estabelecem os padrões de classificação dos defeitos. A área de inspeção de qualidade tem muita importância nas empresas que cumprem normas nacionais e internacionais. Este trabalho baseia-se na norma PT 70-3, referente à inspeção de qualidade com líquido penetrante, processo por meio do qual se identifica e classifica defeitos na superfície de peças industriais, sem limitações de tipo de material, tamanho ou forma da peça, exceto para materiais porosos [1]. Estes processos que exigem muita precisão, tem dimensões milimétricas e atualmente são realizados manualmente (Fig. 1), tornando tais processos vulneráveis a erros do operador na análise. Figura 1. Amostra de imagem do processo manual Prof. Dr. Jean-Jacques De Groote UniSEB (Ribeirão Preto) jean.groote@gmail.com A peça utilizada como teste no desenvolvimento deste trabalho é o casquilho de bronze, também conhecido como bucha de bronze, que deve seguir as especificações da norma. Os casquilhos são, em geral, corpos cilíndricos que envolvem os eixos, permitindo-lhes uma melhor rotação. São feitos de materiais macios como o bronze e ligas de metais leves [2]. O uso de casquilhos e de lubrificantes permite a redução do atrito. Por isso, dá-se muita importância ao processo de inspeção de qualidade de sua fabricação, onde qualquer imperfeição pode aumentar o esforço, o que causa maior atrito e ocasiona um maior desgaste do eixo. Para classificar os defeitos de uma imagem digital de acordo com a norma, é necessário inicialmente realizar um processo de segmentação. Uma investigação mostrou que, embora sejam aplicadas a diferentes objetos, problemas de segmentação em estruturas de formas semelhantes são encontrados em áreas como medicina [3], agricultura [4] e indústria [5]. Visando a identificação automática dos defeitos, foi realizada uma pesquisa à procura de ferramentas computacionais para segmentação de imagens. Entre as diversas soluções encontradas, optou-se por Redes Neurais Artificiais [6] e Sistemas Fuzzy [7] em conjunto com Processamento Digital de Imagens [8]. Redes Neurais Artificiais (RNA): são modelos computacionais inspirados no cérebro humano, que possuem a capacidade de aquisição e manutenção de informações [6]. Entre as RNA s pesquisadas para solução de problemas de reconhecimento de padrões, neste trabalho utilizou-se duas redes, são elas: - Rede Perceptron (simples). - Rede LVQ1 (Learning Vector Quantization). A escolha foi baseada na simplicidade de compreensão das redes, no baixo esforço computacional dos algoritmos, e no alto poder das redes com excelentes resultados para reconhecimento de padrões. Sistemas Fuzzy: são aqueles sistemas que tomam decisões baseando-se em análises de informações qualitativas. As decisões agora não são apenas da lógica clássica (verdadeiro ou falso; 0 ou 1; sim ou não), mas também são decisões abstratas ( próximo de, muito alto, baixo, etc.). Suas principais características são: expressa imprecisão e incerteza; baseado em regras linguísticas;

dependem pouco da modelagem matemática. Suas principais aplicações estão nos problemas de: classificação de padrões; aproximação de funções; estimação e controle. A escolha foi baseada na simplicidade (recurso) e no baixo esforço computacional dos algoritmos (desempenho), com excelentes resultados para reconhecimento de padrões. A proposta deste trabalho compara técnicas de RNA s e Sistemas Fuzzy, buscando aumentar a precisão na fase de segmentação de defeitos em superfícies metálicas industriais proposta por Moraes e De Groote (submetido) 1, que utilizaram como técnica de segmentação apenas RNA s. Aumentando a precisão da segmentação espera-se melhorar a classificação dos defeitos proposta por Moraes e De Groote [9], oferecendo para os inspetores de qualidade uma ferramenta automática e precisa para auxiliar a identificação e classificação de defeitos na superfície de peças metálicas industriais com base na norma de qualidade PT 70-3. 2. Metodologia A pesquisa foi dividida em duas fases: a primeira foi a implementação de técnicas de RNA e Sistemas Fuzzy para teste e análise de diferentes algoritmos de segmentação, utilizados como entrada para a segunda fase, proposta por Moraes e De Groote [9], responsável pela classificação dos defeitos em superfícies metálicas industriais. Como solução do problema por meio de RNA, identificou-se duas possíveis redes para solução de problemas de reconhecimento de padrões. A primeira sendo a Rede Perceptron (simples), e a segunda, LVQ1 (Learning Vector Quantization). las é necessário analisar cinco critérios de dimensão milimétrica: limiaridade, arredondamento, linearidade, alinhamento e área total de defeitos na superfície [1]. Tabela 1. Critérios das classes da norma PT 70-3 Classe 1 Limiar a = 0,5 Arredondada a < 2 Linear nenhuma Alinhada nenhuma Total de indicações (mm 2 ) 6 a 7 2 a = 1 a < 3 nenhuma nenhuma 16 3 a = 1,5 a < 4 nenhuma nenhuma 40 4 1,5 < a < 2 a < 6 nenhuma L < 10 100 5 1,5 < a < 2 a < 8 a < 7 L < 16 250 2.2. Rede Perceptron (simples) Arquitetura: - A rede foi projetada com 3 sinais de entrada, x, sendo cada um, o valor RGB do pixel analisado respectivamente; - Apenas 1 neurônio; - Para o limiar de ativação, θ, foi imposto o valor -1; - Para os pesos sinápticos, w, foram considerados números aleatórios entre 0 e 1; - Para a função de ativação, g(.), foi utilizado a Função Sinal (Degrau Bipolar); - Como saída, y, assumiu-se o defeito como y = 1, e o restante (fundo), como y = -1; - Taxa de aprendizagem, η = 0.01; - O treinamento da rede foi supervisionado, ou seja, para cada entrada tem-se a saída desejada; - O ajuste dos parâmetros livres, pesos e limiar, foi realizado por meio da aplicação da Regra de HEBB, dada por: w atual = w anterior +η (d y) x (1) Topologia: 2.1. Líquido penetrante e norma PT 70-3 A técnica para identificação de defeitos em estruturas metálicas por líquido penetrante é descrita em seis etapas: (1) limpeza da superfície; (2) aplicação do líquido penetrante, (cor avermelhada); (3) remoção do excesso do penetrante; (4) aplicação do revelador (pó ou aerossol, cor branca); (5) avaliação e inspeção visual pelo inspetor de qualidade e classificação de acordo com a norma; (6) limpeza pós ensaio. A norma de qualidade PT 70-3 é dividida em cinco classes, apresentadas na Tabela 1, sendo que para diferi- 1 D.R. Moraes, and J.J.G.S. De Groote, Segmentação de defeitos em superfícies metálicas por meio de Redes Neurais Artificiais, XIX Congresso Brasileiro de Automática, Campina Grande: DEE/UFCG, 2012 (submetido). Figura 2. Topologia da Rede Perceptron ( [6] p. 34 ) Algoritmo de Treinamento: Para as entradas foram utilizados conjuntos de amostras de três tamanhos diferentes para cada imagem. O primeiro conjunto com 20 amostras. O segundo com 25 amostras, sendo as 20 anteriores com mais 5 novas. E por fim, o terceiro com 30 amostras, sendo as 25 anteriores com mais 5 novas. O objetivo foi identificar a quantidade melhor de amostras para uma melhor segmentação da imagem.

Algoritmo de Operação: Para as entradas foram utilizados como amostras todos os pixels da imagem a ser analisada, de forma individual, de todas as imagens disponíveis (A; B; C). 2.3. Rede LVQ1 (Learning Vector Quantization) Arquitetura: - A rede foi projetada com 3 sinais de entrada, x, sendo cada um, o valor RGB do pixel analisado; - 2 neurônios de saída (y 1, y 2 ), um para cada padrão; - Para os pesos sinápticos, w, foram consideradas duas amostras de treinamento, sendo cada uma de uma classe, defeito e fundo, respectivamente; - Para a função de ativação, foi utilizado a norma euclidiana, que ativará o vetor quantizador representando qual subespaço (conjunto) o referido padrão deverá ser associado; - Como saída, assumiu-se defeito como y 1 = 1, e o restante (fundo), como y 2 = 2; - Taxa de aprendizagem, η = 0.05; - Precisão requerida, ε = 10-5 ; - O treinamento da rede foi supervisionado, ou seja, para cada entrada, tem-se a saída desejada; - O ajuste dos vetores quantizadores foram feitos por meio de processo adaptativo, dado por: Se neurônio campeão (mais próximo) estiver representando a classe desejada, ele se aproxima: w atual = w anterior +η (x w anterior ) (2) Caso contrário, se afasta: w atual = w anterior η (x w anterior ) (3) Topologia: 2.4. Sistemas Fuzzy Diagrama: - Variável de entrada: foi utilizado o valor da proporção dos pixels R/G (red / green); * Variável linguística: frg; * Termos linguísticos: Baixa, Média, Alta; * Funções de Pertinência: Trapezoidal e Triangular; * Universo de discurso: [0 1]. Figura 4. Funções de pertinência para a entrada Baixa (a= 0 ; m= 0.05 ; n= 0.25 ; b= 0.3) Média (a= 0.3 ; m= 0.37 ; b= 0.45) Alta (a= 0.45 ; m= 0.55 ; n= 0.9 ; b= 1) - Variável de saída: 2 tipos de classes; * Variável linguística: CLASSE; * Termos linguísticos: Fundo, Defeito ; * Funções de Pertinência: Trapezoidal e Triangular; * Universo de discurso: [0 1]. Figura 3. Topologia da Rede LVQ1 ( [6] p. 247 ) Algoritmo de Treinamento: O processo de amostragem para o treinamento foi idêntico ao da rede Perceptron citado anteriormente. Algoritmo de Operação: Para as entradas, as amostras foram idênticas ao da rede Perceptron citada anteriormente. Figura 5. Funções de pertinência para a saída Fundo (a= 0.3 ; m= 0.37 ; b= 0.45) Defeito (a= 0.4 ; m= 0.55 ; n= 0.9 ; b= 1)

- Valores R/G foram normalizados; - Os universos de discursos foram discretizados em 200 pontos; - As regras foram definidas como: * Regra 1: Se entrada é Média então saída é Fundo * Regra 2: Se entrada é Alta então saída é Defeito - Para a agregação foi utilizada a T-norma; - Para a inferência foi utilizada a implicação de Mamdani; - A defuzificação foi realizada pelo cálculo do centro de área; - Como estratégia para definição das classes, utilizou-se as faixas: * Classe 1: 0.315 < y <= 0.435 * Classe 2: y > 0.435 - Todos valores foram baseados no histograma de proporção R/G abaixo. 4. Resultados Sistema Fuzzy e ambas redes, Perceptron e LVQ1, de forma geral possuem ótimo desempenho na classificação de padrões, tanto pela simplicidade de compreensão e implementação quanto pelo baixo esforço computacional. Para entender melhor os resultados exige-se uma análise mais especializada, para isto, foram realizados métodos de avaliação de classificadores. As contingências serão adotadas como: - VP (Verdadeiro Positivo): o pixel de entrada é defeito, e o classificador o classifica como defeito. - VN (Verdadeiro Negativo): o pixel de entrada é fundo, e o classificador o classifica como fundo. - FP (Falso Positivo): o pixel de entrada é fundo, e o classificador o classifica como defeito. - FN (Falso Negativo): o pixel de entrada é defeito, e o classificador o classifica como fundo. Como métricas serão consideradas: - Precisão: VP VP + FP - Exatidão: VP +VN VP + FN + FP +VN - Erro: FP + FN VP + FN + FP +VN Figura 6. Histograma de proporção R/G normalizado 3. Desenvolvimento A primeira etapa para execução deste trabalho é a aquisição das imagens que serão processadas pelo aplicativo desenvolvido com as ferramentas de segmentação e classificação. A aquisição das imagens foi realizada por meio de uma câmera digital com resolução de 6.2 megapixels e armazenadas no formato JPEG. Para o desenvolvimento do sistema utilizou-se a plataforma MATLAB (Matrix Laboratory), versão 7.0. A escolha foi baseada na sua versatilidade, permitindo um desenvolvimento simples, rápido e eficiente. Entretanto, todos os algoritmos de todas as técnicas, RNA (treinamento e operação) e Fuzzy (fuzificação, inferência e defuzificação), bem como os algoritmos dos métodos de avaliação dos classificadores, foram implementados manualmente, sem uso de ferramentas automáticas como o toolbox do MATLAB. Para utilizar tais métodos de avaliação de classificadores, se faz necessário uma imagem de referência, que represente a imagem ideal a qual se deseja alcançar como resultado. Neste caso, foram criadas imagens sintéticas, baseadas nas imagens originais (A; B; C), sendo elas binárias, com valor 1 (cor branca) para os defeitos e 0 (cor preta) para o fundo. Porém, para melhor visualização, os defeitos foram mantidos nas cores originais. Abaixo serão apresentados resultados de segmentação para as três imagens por Sistema Fuzzy e ambas redes, Perceptron e LVQ1. Após a análise visual das imagens, identificou-se que para 30 amostras, ambas redes apresentaram melhores resultados de segmentação, por este motivo, serão apresentados apenas resultados com 30 amostras de treinamento, ao invés de 20 e 25 amostras. Conforme proposto, para comparar as técnicas por meio de métodos de avaliação de classificadores, a seguir são apresentadas imagens (Fig. 7-9) e tabelas (Tabelas 2-4) comparativas.

a) a) b) b) c) d) Figura 7. Para imagem A: (a) ideal; (b) segmentada por Fuzzy; (c) segmentada pela Rede Perceptron; (d) segmentada pela Rede LVQ1. Falso positivo (verde) e falso negativo (azul) c) Tabela 2. Valores de contingências e métricas encontrados para Figura 7 Fuzzy Perceptron LVQ Contingências6(qtde6de6pixel) Defeito 2177 1867 2065 Fundo 33165 33165 33131 Falso Positivo 4 4 38 Falso Negativo 174 484 286 Métricas (%) Precisão 99,82 99,79 98,19 Exatidão 99,50 98,63 99,09 Erro 0,50 1,37 0,91 d) Figura 8. Para imagem B: (a) ideal; (b) segmentada por Fuzzy; (c) segmentada pela Rede Perceptron; (d) segmentada pela Rede LVQ1. Falso positivo (verde) e falso negativo (azul) Tabela 3. Valores encontrados para Figura 8 Fuzzy Perceptron LVQ Contingências6(qtde6de6pixel) Defeito 2325 2145 2142 Fundo 32760 32829 32829 Falso Positivo 69 0 0 Falso Negativo 0 180 183 Métricas (%) Precisão 97,12 100,00 100,00 Exatidão 99,80 99,49 99,48 Erro 0,20 0,51 0,52

5. Conclusão a) b) Neste trabalho foi desenvolvido um aplicativo baseado em técnicas de RNA s e Sistemas Fuzzy em conjunto com Processamento Digital de Imagens, para auxiliar na identificação de defeitos em superfícies metálicas de acordo com a norma de qualidade PT 70-3. Considerando todas imagens apresentadas por meio de análise visual (Fig. 7-9), e também por meio de avaliação de classificadores (Tabelas 2-4), o Sistema Fuzzy mostrou-se mais preciso e eficiente do que ambas redes, Perceptron e LVQ1. Na comparação apenas entre as redes, identificou-se um equilíbrio. A Rede Perceptron, deixa bem menos ruídos, entretanto, em alguns casos, perde as bordas do defeito, ou seja, diminui a área do defeito. Ao contrário da Rede LVQ1, que deixa um pouco mais de ruídos, mas não perde área dos defeitos. Uma sugestão para este problema, seria por exemplo, o uso de uma técnica de filtragem de ruídos, facilmente encontrada na literatura na área de Processamento Digital de Imagens. Com o auxílio deste aplicativo, além de automatizar o processo, reduzindo tempo e custo, pode-se melhorar a qualidade da imagem e aumentar a precisão nas classificações, quando comparado ao processo de análise convencional que é realizado manualmente e a olho nu. 8. Referências c) d) Figura 9. Para imagem C: (a) ideal; (b) segmentada por Fuzzy; (c) segmentada pela Rede Perceptron; (d) segmentada pela Rede LVQ1. Falso positivo (verde) e falso negativo (azul) Tabela 4. Valores encontrados para Figura 9 Fuzzy Perceptron LVQ Contingências6(qtde6de6pixel) Defeito 3077 2873 2831 Fundo 63060 61870 59726 Falso Positivo 743 1933 4077 Falso Negativo 0 204 246 Métricas (%) Precisão 80,55 59,78 40,98 Exatidão 98,89 96,80 93,54 Erro 1,11 3,20 6,46 [1] R. Andreucci, Ensaio por Líquidos Penetrantes, ANDREUCCI Assessoria e Serviços Técnicos Ltda, 2010. Disponível em: http://www.abende.org.br/down2/apostilalp.pdf. Acessado em: 09/02/2012. [2] C. Bigaton, Projetos Mecânicos, 2007. Disponível em: http://www.etepiracicaba.org.br/cursos/apostilas/mecanica/3_cic lo/projetos_mecanicos.pdf. Acessado em: 09/02/2012. [3] F.A.A. Caldas, et al., Controle de qualidade e artefatos em mamografia, Radiol Brás, 2005, vol. 38, n.4, pp. 295-300. [4] O. Khatchatourian, and F.R.R. Padilha, Reconhecimento de variedades de soja por meio do processamento de imagens digitais usando redes neurais artificiais, Eng. Agríc., 2008, vol. 28, n. 4, pp. 759-769. [5] J.M. Gomes, et al., Desenvolvimento e avaliação de um protótipo classificador de tábuas usando técnicas de visão artificial, Revista Árvore, 2008, vol.32, n.5, pp. 949-959. [6] I.N. Silva, D.H. Spatti, and R.A. Flauzinho, Redes Neurais Artificiais para Engenharia e Ciências Aplicadas, Artliber, 2010. [7] W. Pedrycz, and F. Gomide, Fuzzy Systems Engineering, Wiley, 2007. [8] R.C. Gonzalez, and R.E. Woods, Digital Image Processing, NJ: Pearson Education, 2008. [9] D.R. Moraes, and J.J.G.S. de Groote, Identificação e classificação de defeitos em superfícies metálicas industriais por meio de técnicas de processamento digital de imagens, VI Workshop de Visão Computacional, Presidente Prudente: FCT/UNESP, 2010, p. 159-162.