Mapas topologicamente ordenados sÃo tÃcnicas de representaÃÃo de dados baseadas em reduÃÃo de dimensionalidade com a propriedade especial de preservaÃÃo da vizinhanÃa espacial entre os protÃtipos no espaÃo dos dados e entre suas respectivas posiÃÃes no espaÃo de saÃda. Com base nesta propriedade, mapas topologicamente ordenados sÃo aplicados principalmente em agrupamento, quantizaÃÃo vetorial ou reduÃÃo de dimensionalidade e visualizaÃÃo de dados. Esta tese propÃe uma nova classificaÃÃo para os algoritmos de formaÃÃo de mapas topologicamente ordenados baseada no mecanismo de correlaÃÃo entre os espaÃos de entrada e de saÃda, e descreve um novo algoritmo, baseado em computaÃÃo evolucionÃria, denominado EvSOM, para a formaÃÃo de mapas topologicamente ordenado. As principais propriedades do novo algoritmo sÃo a sua flexibilidade para ponderaÃÃo pelo usuÃrio da importÃncia relativa das propriedades de quantizaÃÃo vetorial e de preservaÃÃo de topologia no mapa final, alÃm de boa rejeiÃÃo a outliers quando comparado ao algoritmo SOM de Kohonen. O trabalho desenvolve uma avaliaÃÃo empÃrica destas propriedades. O EvSOM Ã um algoritmo hÃbrido, neural-evolucionÃrio, biologicamente inspirado, que se utiliza de conceitos de redes neurais competitivas, computaÃÃo evolucionÃria, otimizaÃÃo e aproximaÃÃo iterativa. Para
validar sua viabilidade de aplicaÃÃo, o EvSOM Ã estendido e especializado para a soluÃÃo de dois problemas bÃsicos relevantes em processamento de imagens e visÃo computacional, quais sejam, o problema de registro de imagens mÃdicas e o problema de rastreamento visual de objetos em vÃdeo. O algoritmo apresentou desempenho satisfatÃrio nas duas aplicaÃÃes. / Topologically ordered maps are data representation techniques based on dimensionality reduction with the special property of preserving the neighborhood between the data prototypes lying in the data space and their positions on to the output space. Based on this property, topologically ordered maps are applied mainly in clustering projected, vector quantization or dimensionality reduction and data visualization. This thesis proposes a new classification for the existing algorithms devoted to the formation of topologically ordered maps, which is based on the mechanism of correlation between the input and output spaces, and describes a new algorithm based on evolutionary computation, called EvSOM, for the topologically ordered maps formation. The main properties of the new algorithm are its flexibility for consideration by the user of the relative importance of the properties of vector quantization and topology preservation of the final map, and good outliers rejection when compared to the Kohonen SOM algorithm. The work provides an empirical evaluation of
these properties. The EvSOM is a hybrid , neural-evolutionary, biologically inspired algorithm, which uses concepts of competitive neural networks, evolutionary computing, optimization and iterative approximation approximation. To validate its application feasibility, EvSOM is extended and specialized to solve two relevant basic problems in image processing and computer vision, namely, the medical image registration problem and the visual tracking of objects in video problem. The algorithm exhibits satisfactory performance in both aplications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:4956 |
| Date | 03 November 2011 |
| Creators | Josà Everardo Bessa Maia |
| Contributors | Guilherme de Alencar Barreto |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia de TeleinformÃtica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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