Interfață Vizuală Om-Mașină Analiza și recunoașterea gesturilor

Documente similare
Fgggfbn x

Microsoft Word - L17Ro_Intensitatea luminoasa_RF_f_RC

PowerPoint Presentation

AUFBAUANLEITUNG

Slide 1

PowerPoint Presentation

Curs 6: Clasificarea surselor de informatii - Clasificarea Bayes Naiva. Modelul Bernoulli

WORK PROGRAM

LUCRAREA 8 PROGRAMAREA NELINIARĂ ÎN REZOLVAREA PROBLEMELOR DIN ENERGETICĂ. METODE DE ORDINUL Aspecte generale Programarea neliniară are o foart

Microsoft Word - projects.doc

Introducere

Microsoft Word - M22

Brosura sistem panou solar.cdr

PERIOADA: S XVIII, XIX, XX MATEMATICĂ ŞI EXPLORAREA MEDIULUI - clasa a II-a manual Editura Didactică și Pedagogică Mihaela Ada Radu, Rodica Chiran, Ol

ROMÂNIA INSTITUTUL NAŢIONAL DE STATISTICĂ ANCHETA STRUCTURALĂ ÎN ÎNTREPRINDERI AS 2018 GHID METODOLOGIC - Bucureşti

Capitole Speciale de Informatica - Curs 5: Extragerea informatiilor prin feedback de relevanta. Metode probabiliste de extragere a informatiilor

Aproximarea functiilor prin metoda celor mai mici patrate

Capitole Speciale de Informatică Curs 4: Calculul scorurilor în un sistem complet de extragere a informaţiilor 18 octombrie 2018 Reamintim că în cursu

..MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE ŞI CERCETARII STIINTIFICE UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA.I CENTRUL DE DEZVOLTARE ACADEMICĂ. FIȘA DISCIPLINEI 1.

Creditul ipotecar de achizitie Documente justificative pentru veniturile incasate Venituri salariale sau asimilate acestora si venituri neimpozabile T

Logică și structuri discrete Logică propozițională Marius Minea marius/curs/lsd/ 3 noiembrie 2014

1

Microsoft PowerPoint - Curs_SDA_9_RO_2019_v2.pptx

rrs_12_2012.indd

PowerPoint Presentation

OPERATII DE PRELUCRAREA IMAGINILOR 1

Slide 1

Document2

Paradigme de programare

Sistem de supraveghere video inteligent cu localizarea automata a evenimentelor de interes SCOUTER, cod proiect PN-II-IN-DPST , contract nr

COMENTARII FAZA JUDEŢEANĂ, 9 MARTIE 2013 Abstract. Personal comments on some of the problems presented at the District Round of the National Mathemati

Modelarea deciziei financiare şi monetare

Manual de Bune Practici în Eficiența Energetică Cerințe de eficiență energetică pentru achiziții publice de echipamente și produse, servicii și clădir

Logică și structuri discrete Limbaje regulate și automate Marius Minea marius/curs/lsd/ 24 noiembrie 2014

BLOC per sectiuni

ALGORITHMICS

10 Taiere-Slituire-Slefuire cu discuri diamantate.cdr

..MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE ŞI CERCETARII STIINTIFICE UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIȘOARA.I CENTRUL DE DEZVOLTARE ACADEMICĂ. FIȘA DISCIPLINEI 1.

Analiză statică Analiza fluxului de date 23 octombrie 2014

E_d_Informatica_sp_MI_2015_bar_02_LRO

20 SUBIECTE DE EXAMEN - De fapt, în pofida acestor probleme, până la urmă tot vom logaritma, căci aceasta este tehnica naturală în context. Trebuie do

Oferta educațională școală

Microsoft Word - 2 Filtre neliniare.doc

Grafuri - Concepte de baza. Tipuri de grafuri. Modalitati de reprezentare

SPECIFICAȚII TEHNICE procedura achizitie FURNIZARE CENTRU DE PRELUCRARE CNC O P I S Secţiunea I. Informaţii generale Secţiunea II. Specificatii tehnic

Programe de finantare din Fondurile Structurale Oportunitati pentru calificarea sau recalificarea angajatilor din Romania, prin intermediul instrument

Logică și structuri discrete Relații. Funcții parțiale Marius Minea marius/curs/lsd/ 20 octombrie 2014

Microsoft Word - a9_l5.doc

CURS II Modelarea scurgerii în bazine hidrografice Modelarea scurgerii lichide pe versanţii bazinului hidrografic Modalităţi de cercetare a scurgerii

Slide 1

Microsoft Word - fisa-Prelucrarea-Digitala_Imaginilor-RO-Anca-Ignat-2018

Microsoft Word - FiltrareaNyquist-rezumat.doc

Paradigme de Programare

Chestionar_1

Definiţie: modele analitice care asigură evaluarea unor caracteristici de calitate alese, bazându-se pe date din măsurători ale proiectelor software.

Microsoft Word - DOP007191RO05-11PP-DEC102-11FINC1-TR.doc

Analiză de flux de date 29 octombrie 2012

Prelegerea 3 În această prelegere vom învăţa despre: Clase speciale de latici: complementate. modulare, metrice, distributive şi 3.1 Semi-distributivi

Slide 1

Microsoft Word - Algoritmi genetici.docx

Laborator 9: Fire de execuţie Întocmit de: Adina Neculai Îndrumător: Asist. Drd. Gabriel Danciu 20 noiembrie 2011

Laborator 3

PowerPoint-Präsentation

Investeşte în oameni

PLANIFICAREA STRATEGICĂ LOCALĂ

PROGRAMARE ORIENTATA PE OBIECTE

Microsoft Word - M17

Microsoft Word - Anexa 3- F 8 2 Contr acordare-redim limita.doc

Laborator 4: Continuare Programare Orientată pe Obiecte Întocmit de: Adina Neculai Îndrumător: Asist. Drd. Gabriel Danciu 29 octombrie 2011

NOTIFICARE DE CONFIDENȚIALITATE PENTRU CANDIDAȚI Pentru noi contează încrederea pe care ne-o acordați. De aceea vă protejăm datele cu caracter persona

FIȘĂ CADRU PREZENTARE PROIECT

Slide 1

AMENAJAREA PUNCTULUI INTERNATIONAL DE TRECERE A FRONTIEREI DE STAT ROMANO-UCRAINIENE PENTRU PASAGERI SI MARFA IN REGIM DE BAC INTRE LOCALITATILE ISACC

Coman Marinela Furnizor program formare acreditat: CCD BRĂILA Denumire program: INFORMATICĂ ŞI TIC PENTRU GIMNAZIU Clasa a V-a Categorie: 1; Tip de co

Testare manuala: situatia in care o persoana initiaza fiecare test, interactioneaza cu el si interpreteaza, analizeaza si raporteaza rezultatele. Test

Curs 8: Tehnica divizării (I) Algoritmi si structuri de date - Curs 8 1

I

OPTIMIZĂRI ÎN SISTEMELE ENERGETICE APLICAȚII PRACTICE

Microsoft Word - S_c63.doc

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi 1.2 Facultatea Facultatea de

Microsoft Word Achizitie Servicii masa

DETERMINAREA CONSTANTEI RYDBERG

RAPORT ŞTIINŢIFIC Contract nr 33CI/2017, cod PN-III-P2-2.1-CI Titlu proiect: Sistem integrat de analiză și prognoză a consumului pentru dist

Calcul Numeric

SWIFT: BTRLRO22 C.U.I. RO R.B. - P.J.R Nr. Înreg. Reg. Com.: J12 / 4155 / 1993 REGULAMENTUL OFICIAL AL CAMPANIEI DE PRE

Laboratorul numarul 6 Reglarea turaţiei motorului asincron prin variația frecvenței de alimentare cu păstrarea raporului U/f constant Expresia turaţie

Microsoft Word - 4-Interfete paralele.doc

FIŞA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Universitatea de Vest din Timișoara 1.2 Facultatea Matematică și Informa

Carrier Pidgeon Protocol

Cuprins Volumul 2 Călătoria către adevărata forţă a prezentului tău - 11 Capitolul 1 - Motivaţie sau motorul care te împinge către acţiune - 13 Cum să

FIŞA DISCIPLINEI ANEXA nr. 3 la metodologie 1. Date despre program 1.1 Instituţia de învăţământ superior Școala Națională de Studii Politice și Admini

PowerPoint Presentation

Pattern Recognition Systems

ALGORITMICĂ. Seminar 3: Analiza eficienţei algoritmilor - estimarea timpului de execuţie şi notaţii asimptotice. Problema 1 (L) Să se determine număru

Facultatea de Științe Politice, Administrative și ale Comunicării Str. Traian Moșoiu nr. 71 Cluj-Napoca, RO Tel.: Fax:

Communicate at your best - Manual - Cap 3 - RO

Subiectul 1

Set experimente - Laboratorul spatial Setul include: o o o o o o o o o o o o o o o o 26 de stelute reflectorizante cu 46 de conectori 10 paie

PowerPoint Presentation

Slide 1

Transcriere:

LAPI Labratrul de Analiza şi Prelucrarea Imaginilr Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti Interfață Vizuală Om-Mașină Analiza și recunașterea gesturilr Dr.ing. Inuț Mirnică Facultatea de Electrnică, Telecmunicaţii şi Tehnlgia Infrmaţiei a gesturilr Intrducere - algritmi de învăţare Ce este Machine learning? Eistă mii de algritmi de învăţare / sute dintre ei apar anual; Eistă mai multe tipuri de învăţare: Învățare supervizată datele de cnţin şi ieşirea drită; Învățare nesupervizată datele de nu cnţin ieşirea drită (clusterizare); ideea de bază este de a se găsi şablane şi pattern-uri în date care să fie evidenţiate în md autmat. Învăţare semi-supervizată dar parte din datele de cnţin ieşirea drită; Reinfrcement Learning se învaţă în funcţie de feedback-ul primit după ce decizie este luată. 4 a gesturilr Intrducere algritmi de învăţare Cncluzii Intrducere - algritmi de învăţare Învățare nesupervizată K-means Se re-asignează în md iterativ punctele către cel mai aprpiat vecin; Clustering aglmerativ Fiecare punct reprezintă prpriul său cluster şi în md iterativ se unesccei mai aprpiaţi centrizi; Clustering MeanShift În funcţie de funcţia de densitate de prbabilitate se estimează fiecare centrid. 5 a gesturilr Intrducere - algritmi de învăţare Ce este Machine learning? Este farte greu de scris un algritm care recunaşte un set de gesturi statice / dinamice sau care să rezlve prblema de recunaştere a feţei: Nu ştim cum funcţinează creierul uman pentru a clasifica gesturile; Chiar dacă am şti nu am avea idee cum sa prgramăm dearece ar fi farte cmplicat; Ar trebui să scriem funcție diferită pentru fiecare gest. În lc să scriem prgrame farte multe, putem clecta eemple care specifică fiecare gest; Un algritm de învăţare va prelua aceste eemple şi va creea un prgram care va face această clasificare în md autmat; Intrducere - algritmi de învăţare Învățare supervizată Se aplică funcţie de predicţie la trăsătură etrasă din imaginea sau dcumentul vide iar acesta va avea ca ieşire clasa în care face parte gestul respectiv: f( ) = gest 1 f( ) = gest f( ) = gest 3 3 6 1

Mdel de bază y = f() Ieşire Funcţia de predicţie Trăsătură etrasă Antrenare: fiind dată mulţime de împreună cu răspunsul drit {( 1,y 1 ),, ( N,y N )}, se estimează predicţia funcţiei f prin minimizarea errii de predicţie pe mulţimea de ; Testare: se aplică funcţia f pe un eemplu de test (care nu a fst flsit în prcesul de ) şi prezintă ieşirea funcţiei y = f(). Trăsături etrase pieli culare frmă muchii tetură puncte de interes 7 10 Mdel de bază Antrenare Imaginile de Trăsături imagine Ieşire drită date Antrenare Mdelul antrenat Învățare supervizată schemă de bază 1 N Mdel h1, h,..., hk Variabile de intrare: 1,,..., N Variabile ascunse: h h1, h,..., hk Variabile de ieşire: y y1, y,..., yk y 1 y y M 8 11 Mdel de bază Algritmi eistenţi Testare Etragere trăsături (X) Aplicare funcţie de predicţie f() Predicţie Supprt vectr machines (SVM), Reţele neurale, Naïve Bayes, Reţele bayesiene, Arbri aleatrii (Randm trees), K-nearest neighbr (K-NN), Etc. Care este cel mai bun algritm? 9 1

Terema N free lunch Cmprmisul dintre bias şi varianţă Underfitting - mdelele cu prea puţini parametri sunt ineacte dearece mdelul este prea simplu (prea multă fleibilitate). Overfitting - mdelele cu prea mulţi parametri sunt ineacte (prea multă sensibilitate la datele de intrare pentru ). 13 16 Puterea de generalizare Bias: (bias = ipteza de lucru apriri) cât de mult diferă mdelul mediu faţă de setul de? În funcţie de gradul de adevăr al presupunerilr / simplificărilr pt apare diferite erri de mdelare. Varianţă: cât de mult mdelele estimate pe setul de diferă de cele pe care se va face testarea. Cmprmisul dintre bias şi variaţie Erare = zgmt + bias + varianţă Erri care nu pt fi eliminate Erri datrate presupunerilr false Erri datrate variaţiei elementelr de intrare 14 17 Puterea de generalizare Underfitting: mdelul este prea simplu pentru a reprezenta tate caracteristicile relevante ale claselr: Bias ridicat şi variaţie scăzută; Erare de ridicată şi erare de testare scăzută. Overfitting: mdelul este prea cmple şi mdelează caracteristici irelevante (zgmt): Bias scăzut şi varianţă mare; Erare de scăzută și erare de testare ridicată. Bias Bias-ul reprezintă presupunerile efectuate de mdel pentru a face funcția de ptimizat mai ușr de învățat; În general, algritmii simpli au un bias ridicat, aceștia fiind ușr de înțeles dar mai puțini fleibili; Au perfrmanță scăzută pentru prbleme cmplee. algritmi cu bias scăzut: - arbri de decizie, randm frests, k-nearest Neighbrs, Supprt Vectr Machines. algritmi cu bias ridicat: - regresie liniară și lgistică. 15 18 3

Erare de testare Erare Varianță K-Nearest Neighbr (Cei mai aprpiaţi vecini) Varianța ridicată reprezintă faptul că mdelul pate fi schimbat dacă se utilizează diferite date de. Funcția țintă este estimată pe baza datelr de, așa că este de așteptat ca fiecare algritm să prezinte varianță, dar ideal este ca aceasta să nu se schimbe prea mult. K=1 învățare din clasa 1 Eemplu de test din clasa a dua algritmi cu varianță scăzută: - regresie liniară și lgistică. algritmi cu varianță ridicată: - Arbri de decizie (mai ales cei nefasnați), SVM, k-nearest Neighbr. f() = va lua valarea celui mai aprpiat vecin a lui Tt ceea ce este nevie este distanța dintre X și tate trăsăturile din baza de ; Nu este nevie de un prces de. 19 Cmprmisul dintre bias şi varianţă Underfitting Overfitting K-Nearest Neighbr (Cei mai aprpiaţi vecini) K=3 Erare de testare învățare din clasa 1 Eemplu de test din clasa a dua Erare de Bias ridicat Varianţă scăzută Cmpleitate Bias scăzut Varianţă ridicată Slide: D. Hiem 0 3 Cmprmisul dintre bias şi varianţă K-Nearest Neighbr (Cei mai aprpiaţi vecini) K=5 Puține date de învățare din clasa 1 Eemplu de test din clasa a dua Multe date de Bias ridicat Varianţă scăzută Cmpleitate Bias scăzut Varianţă ridicată Slide: D. Hiem 1 4 4

K-Nearest Neighbr (Cei mai aprpiaţi vecini) Avantaje Simplu (ușr de implementat pentru primă încercare); Erri mari de clasificare (nu are rezultate bune pentru prbleme cmplee); Dezavantaje Ocupă farte multă memrie (se reține în memrie tată baza de ); Lent este nevie să se cmpare elementul de clasificat cu tate trăsăturile din baza de date; Dependent de tipul de metrică utilizat. SVM liniar 1 Caută funcţie ce separă duă clase în md ptim: f() = sgn(w + b) 5 8 Clasificatr liniar SVM liniar Dacă clasele sunt liniar separabile, SVM liniar funcţinea: 0 Dar ce se întâmplă dacă baza de date este mai cmplicată? 0 Sluţie se pate mapa pe un spaţiu cu dimensiune mai mare: Caută funcție liniară care separă clasele f() = sgn(w + b) 0 6 9 SVM liniar SVM neliniar Idee de bază: spaţiul iniţial pate fi mapat către un spaţiu multidimensinal în care trăsăturile de devin liniar separabile. Φ: φ() 1 Caută funcţie ce separă duă clase în md ptim: f() = sgn(w + b) 7 30 5

SVM neliniar - eemplu Dacă se mapează funcţia ( ) (, ) ( ) ( y) (, ) ( y, y ) y y K(, y) y y SVM multiclasă Unu vs. alţii Antrenare: se antrenează câte un mdel SVM pentru fiecare clasă vs celalalte; Testare: se aplică fiecare mdel SVM şi se alcă clasa care returnează cea mai mare valare de încredere. Unu vs. unu Antrenare: se antrenează un mdel SVM pentru fiecare pereche de clase; Testare: fiecare SVM antrenat vtează pentru clasă, iar clasa desemnată va fi cea cu scrul cel mai mare. 31 34 SVM neliniar eemple de nuclee Nucleul de intersecţie de histgrmă: N I( h1, h ) min( h ( i), h ( i)) i1 Nucleu gausian: 1 K( h, h ) ep D( h1, h A 1 ) 3 1 SVM Avantaje Multe implementări: OpenCV, LibSVM, http://www.kernel-machines.rg/sftware etc, SVM nnlinear are putere de clasificare şi generalizare farte mare, fiind farte fleibil; SVM lucrează bine chiar şi cu bază de farte mică. Dezavantaje Nu eistă SVM multiclasă (trebuie cmbinate mai multe mdele SVM); Variantele nelineare sunt cstisitare din punct de vedere cmputaţinal (nu pt fi flsite pentru aplicaţii large-scale). 35 SVM multiclasă Din păcate, nu eistă un algritm SVM adaptat pentru clasificarea de multiclasă; Arbri de decizie Outlk Class În practică, se pate bţine un algritm SVM prin cmbinarea mai multr mdele SVM: 1. Unu vs. alţii,. Unu vs. unu. Sunny Overcast Rain Humidity Yes Wind High Nrmal Strng Weak N Yes N Yes Class 1 33 36 6

...... Randm frests Clasa Lgistic regressin N eamples M features Clasa 1 Preluare vt majritar 37 40 Naive Bayes Clasificatrul Naive Bayes reprezintă un algritm prbabilistic bazat pe terema lui Bayes, care pleacă de la premisa de independență între trăsături: Neural netwrks Likelihd Prir Class Nrmalizatin Cnstant 38 Class 1 41 Regresie lgistică Utilizează funcții matematice simple între cele duă clase pentru a creea granițe între acestea. Funcții plinmiale Funcția lgistică 39 4 7

Întrebări? 43 46 Cncluzii N free lunch: algritmii de machine learning sunt unelte cu avantaje şi dezavantaje; Mai întâi trebuie încercaţi clasificatrii mai simpli dacă se mapează suficient de bine pe aplicație și abia api cei mai cmplicați; Este mai bine să avem trăsături mai inteligente şi clasificatri mai simpli decât clasificatri farte cmplicaţi şi trăsături simple; Să se flsească clasificatri mai cmplicaţi atunci când avem un set farte divers şi mare de (pentru un bun cmprmis biasvarianţă). 44 Cncluzii Nici un clasificatr nu este cel mai bun decât ceilalți: este nevie de a face presupuneri pentru a generaliza prblema. Sunt trei tipuri de erri, generate de: Zgmt: inerente și nu care nu pt fi ttal înlăturate; Bias: datrită presupunerilr și simplificărilr făcute; Varianță: datrită inabilității de a estima perfect parametrii datrită vlumului limitat al datelr de. 45 8