Számítógépes képelemzés 7. előadás. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Hasonló dokumentumok
Keresés képi jellemzők alapján. Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs rendszerek Tanszék. Neurális hálók. Pataki Béla

Adatbányászati szemelvények MapReduce környezetben

NEURÁLIS HÁLÓZATOK 1. eloadás 1

Regresszió. Csorba János. Nagyméretű adathalmazok kezelése március 31.

Neurális hálózatok bemutató

Intelligens Rendszerek Elmélete. Versengéses és önszervező tanulás neurális hálózatokban

Intelligens Rendszerek Gyakorlata. Neurális hálózatok I.

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Mesterséges neurális hálózatok II. - A felügyelt tanítás paraméterei, gyorsító megoldásai - Versengéses tanulás

Mit látnak a robotok? Bányai Mihály Matemorfózis, 2017.

Modellezés és szimuláció. Szatmári József SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék

Neurális hálózatok.... a gyakorlatban

Intelligens orvosi műszerek VIMIA023

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Tanulás tanuló gépek tanuló algoritmusok mesterséges neurális hálózatok

I. LABOR -Mesterséges neuron

FELÜGYELT ÉS MEGERŐSÍTÉSES TANULÓ RENDSZEREK FEJLESZTÉSE

Bevezetés a neurális számításokba Analóg processzortömbök,

7. Régió alapú szegmentálás

Számítógép és programozás 2

Gépi tanulás. Féligellenőrzött tanulás. Pataki Béla (Bolgár Bence)

Tanulás az idegrendszerben

Intelligens Rendszerek Elmélete

Képrekonstrukció 9. előadás

Konjugált gradiens módszer

Gépi tanulás Gregorics Tibor Mesterséges intelligencia

Adatelemzés és adatbányászat MSc

Gépi tanulás a gyakorlatban. Bevezetés

TARTALOMJEGYZÉK. TARTALOMJEGYZÉK...vii ELŐSZÓ... xiii BEVEZETÉS A lágy számításról A könyv célkitűzése és felépítése...

Számítógépes döntéstámogatás. Genetikus algoritmusok

Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár Matematika és Informatika Kar Magyar Matematika és Informatika Intézet

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Közösség detektálás gráfokban

Dinamikus modellek szerkezete, SDG modellek

Hálózati réteg. WSN topológia. Útvonalválasztás.

KONVOLÚCIÓS NEURONHÁLÓK. A tananyag az EFOP pályázat támogatásával készült.

Optimalizálás alapfeladata Legmeredekebb lejtő Lagrange függvény Log-barrier módszer Büntetőfüggvény módszer 2017/

Információ megjelenítés Számítógépes ábrázolás. Dr. Iványi Péter

Minták automatikus osztályba sorolása a mintát leíró jellemzők alapján. Típusok: felügyelt és felügyelet nélküli tanuló eljárások

Tartalomjegyzék. Tartalomjegyzék... 3 Előszó... 9

Hibadetektáló rendszer légtechnikai berendezések számára

Példák jellemzőkre: - minden pixelérték egy jellemző pl. neurális hálózat esetében csak kis képekre, nem invariáns sem a megvilágításra, sem a geom.

Mesterséges intelligencia

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Gyakorló feladatok 9.évf. halmaznak, írd fel az öt elemű részhalmazokat!. Add meg a következő halmazokat és ábrázold Venn-diagrammal:

1. gyakorlat. Mesterséges Intelligencia 2.

Gépi tanulás a gyakorlatban. Kiértékelés és Klaszterezés

Numerikus matematika vizsga

PONTFELHŐ REGISZTRÁCIÓ

Az informatika kulcsfogalmai

Termék modell. Definíció:

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2007/2008

Fuzzy rendszerek és neurális hálózatok alkalmazása a diagnosztikában

Bevezetés a lágy számítás módszereibe. Neurális hálózatok Alapok

Numerikus matematika. Irodalom: Stoyan Gisbert, Numerikus matematika mérnököknek és programozóknak, Typotex, Lebegőpontos számok

Intelligens adatelemzés

Programozási módszertan. A gépi tanulás alapmódszerei

Klaszterezés. Kovács Máté március 22. BME. Kovács Máté (BME) Klaszterezés március / 37

Gépi tanulás a gyakorlatban. Lineáris regresszió

2. A példahalmazban n = 3 negatív és p = 3 pozitív példa van, azaz a példahalmazt képviselő döntési fa információtartalma: I = I(1/2, 1/2) = 1 bit.

Gyakorló feladatok adatbányászati technikák tantárgyhoz

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

Visszacsatolt (mély) neurális hálózatok

A neurális hálók logisztikai alkalmazhatósága

Összeállította Horváth László egyetemi tanár

A RADARJELEK DETEKTÁLÁSA NEURÁLIS HÁLÓZAT ALKALMAZÁSÁVAL

Bonyolultságelmélet. Monday 26 th September, 2016, 18:50

Mesterséges neurális hálók

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Új típusú döntési fa építés és annak alkalmazása többtényezős döntés területén

Információk. Ismétlés II. Ismétlés. Ismétlés III. A PROGRAMOZÁS ALAPJAI 2. Készítette: Vénné Meskó Katalin. Algoritmus. Algoritmus ábrázolása

Algoritmuselmélet. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 13.

Mesterséges Intelligencia. Csató Lehel. Csató Lehel. Matematika-Informatika Tanszék Babeş Bolyai Tudományegyetem, Kolozsvár 2010/2011 1/363

12. előadás. Egyenletrendszerek, mátrixok. Dr. Szörényi Miklós, Dr. Kallós Gábor

Grafikonok automatikus elemzése

Neurális hálózatok elméleti alapjai TULICS MIKLÓS GÁBRIEL

Társadalmi és gazdasági hálózatok modellezése

Kódverifikáció gépi tanulással

Forgalmi modellezés BMEKOKUM209

II. LABOR Tanulás, Perceptron, Adaline

Multimédiás adatbázisok

Modellkiválasztás és struktúrák tanulása

Totális Unimodularitás és LP dualitás. Tapolcai János

MATEMATIKA EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA TÉMAKÖREI (TÉTELEK) 2012

Irányításelmélet és technika II.

Rendezések. A rendezési probléma: Bemenet: Kimenet: n számot tartalmazó (a 1,a 2,,a n ) sorozat

3D-s számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Lineáris regressziós modellek 1

Bevezetés az informatikába

Turing-gép május 31. Turing-gép 1. 1

Szoftverarchitektúrák 3. előadás (második fele) Fornai Viktor

Exact inference in general Bayesian networks

8. Pontmegfeleltetések

Digitális képek szegmentálása. 5. Textúra. Kató Zoltán.

Kovács Ernő 1, Füvesi Viktor 2

Mérési struktúrák

Osztályozási feladatok képdiagnosztikában. Orvosi képdiagnosztikai 2017 ősz

Átírás:

Számítógépes képelemzés 7. előadás Dr. Balázs Péter SZTE, Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Momentumok

Momentum-alapú jellemzők Tömegközéppont Irányultáság 1 2 tan 2 1 2,0 1,1 0, 2 Befoglaló téglalap (irányultság mentén) Legjobban illeszkedő ellipszis (irányultság mentén)

Szintaktikus reprezentáció Struktúra leírására szolgál Használható például karakterfelismerésre

Textúra (mintázat) Alap textúra elemek (texel) ismétlődése Élsűrűség Szín Hisztogram alapú jellemzők

Lusta gépi tanulási algoritmusok Osztályozás: k=1: piros k=5: kék k-legközelebbi szomszéd (k=1,3,5,7) Osztályozás: legközelebbi tömegközéppont módosított k-means

A klaszterezés Az elemek csoportosítása kompakt halmazokba (az egyes halmazok elemei közel vannak egymáshoz). Mivel nem használunk fel (általában nincs is) osztálycímkét a jellemzőtér felosztásakor, így a klaszterezés felügyelet nélküli tanulás.

K-means algoritmus Adott a meghatározandó klaszterek (olyan részhalmazok, amelyek egymáshoz közeli pontokat tartalmaznak) maximális K darabszáma. Cél: Meghatározni K db középvektort - és hozzárendelni az input vektorokat a K db klaszterhez - úgy, hogy az átlagos eltérés a megfelelő középvektoroktól minimális legyen. A minimalizálandó célfüggvény: J-edik klaszterbe besorolt input vektorok Klaszter középpont

Alapalgoritmus http://www.rob.cs.tu-bs.de/content/04- teaching/06-interactive/kmeans/kmeans.html Inicializálás: alapesetben, a K db klaszter középpont inicializálása egyenletes eloszlás szerint Ciklus, egy megállási feltételig (iteráció szám, négyzetes hiba érték szerint): Besorolási lépés: minden példát hozzárendelünk a hozzá legközelebbi klaszter középponthoz (a legközelebbi fogalom az aktuálisan használt távolságtól függ). Klaszter középpontok újrabecslése: minden középpont helyzetét újrabecsüljük az előbbi besorolás alapján, a megfelelő középérték kiszámításával.

Döntési fa Input: tulajdonsághalmazzal leírt objektum Output: igen/nem döntés Belső pont: valamely tulajdonság tesztje Él: teszt lehetséges értékei Levél: milyen értéket kell adni, ha elérjük

Példa: Autók Auto(gyártás_helye, kor, szín): jól eladható-e? gyártás_helye német japán igen kor 6-10 év 3-6 év igen nem (gyártás_helye=német) (gyártás_helye=japán && kor=6-10 év)

Az agy szerkezete több trillió, egymással kapcsolatban álló idegsejt (neuron) elektromos jelek (idegimpulzusok) gyors továbbítására képesek, a másodperc törtrésze alatt Minden idegsejt rendelkezik: sejttesttel (szoma) nyúlvánnyal (dendrit) axonnal 13

Az agy szerkezete Az ingerület átadása a sejtek között a történik A neuronok új kapcsolatokat hozhatnak létre más neuronokkal. Úgy gondolják, ezeken a mechanizmusokon alapul a tanulási képesség. 14

Mesterséges neurális hálózatok kapcsolatokkal összekötött csomópontokból (unit, processzáló egység) épül fel. Mindegyik kapcsolathoz tartozik egy hozzárendelt numerikus érték, súly. Néhány processzáló egység a külső környezethez kapcsolódik, és bemeneti vagy kimeneti egységként szolgál, mások rejtett rétegekben vannak. Minden egység rendelkezik más egységektől érkező bemeneti kapcsolatokkal, más egységekhez menő kimeneti kapcsolatokkal és egy pillanatnyi aktivációs szinttel. Minden egység egy egyszerű számítást végez (aktivációs érték számítása) 15

Neurális hálózatok A számítás két lépése: lineáris lépés vagy bemeneti függvény, és nemlineáris lépés vagy aktivációs függvény. Lineáris lépés Nemlineáris lépés 16

Aktivációs függvény a g w a ) i ( i, j j Szokásos aktivációs függvények: Előjelfüggvény (sgn) Lépcsős függvény Szigmoid függvény f(x) = 1 / (1+e x ) j 17

Hálózati struktúrák Előrecsatolt hálókban a kapcsolatok egyirányúak és nincsen hurok a hálóban. A visszacsatolt hálókban a kapcsolatok által kialakított topológia tetszőleges. rétegekbe szervezettek hálózatok 18

Logikai függvények Használatukkal tetszőleges logikai függvényt kiszámító háló építhető 19

Backpropagation algoritmus http://galaxy.agh.edu.pl/~vlsi/ai/backp_t_en/backprop.html A kimeneti hiba minimalizálása érdekében gradiens alapú keresést végez a súlyok terében Lokális minimumhoz tart A megfigyelt hiba felhasználásával számítsuk ki a kimeneti egységekre a Δ (hibatag) értékeket A kimeneti réteggel kezdve ismételjük a háló mindegyik rétegére, amíg a legelső rejtett réteget el nem érjük: 1. Terjesszük vissza Δ értékeket az előző rétegre 2. Módosítsuk a két réteg közötti súlyokat 20

Előnyök Egyszerű, könnyen megérthető működési elv a többrétegű hálók osztálya az attribútumok bármely függvényének reprezentációjára képes a neurális hálók jó általánosításra képesek jól tolerálják a zajosságot (ellentmondó példák, hiányos attribútumok) hatékonyan párhuzamosítható alkalmazni tudják a felhasználó előzetes ismereteit. 21

Hátrányok átláthatatlan, a súlyokból semmilyen használható információ nem nyerhető ki a tanuláshoz nagyon sok példára van szükség a tanulás hosszú időt vehet igénybe 22