Reconhecimento de Padrões Métodos Sintático e Estrutural Disciplina: Tópicos em Inteligência Artificial Prof. Josué Castro.

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1 Reconhecimento de Padrões Métodos Sintático e Estrutural Disciplina: Tópicos em Inteligência Artificial Prof. Josué Castro

2 1. Introdução (1) abordagem sintática ● Na abordagem sintática a informação estrutural que descreve cada padrão é mais importante que medidas ou conhecimento estatístico. ● Considera um padrão como uma composição de sub-padrões mais simples, os quais são constituídos de sub-padrões ainda mais simples. primitivas ● Os padrões mais elementares são conhecidos como primitivas. ● Os padrões são vistos como sentenças pertencentes à uma linguagem.

3 1. Introdução (2) ● As primitivas são o alfabeto, e as sentenças são geradas de acordo com uma gramática. ● Existem várias aplicações onde padrões devem ser descritos por meio de primitivas e suas relações. ● Porém em alguns casos as gramáticas não são capazes de descrever padrões para a descrição de classes porque os padrões sob consideração não apresentam regularidades e não podem ser definidos por meio de regras. abordagem estrutural ● Nestes casos, utiliza-se a abordagem estrutural.

4 1. Introdução (3) abordagem estrutural cadeias de caracteresárvoresgrafos ● Na abordagem estrutural empregam-se estruturas de dados simbólicas como: cadeias de caracteres, árvores e grafos para a representação de padrões individuais, de maneira semelhante à abordagem sintática; protótipos ● Porém, em vez de usar gramáticas, as classes de padrões são representadas por protótipos.

5 2. Fundamentos Teóricos ● 2.1. Linguagens Formais ● 2.2. Autômatos ● 2.3. Gramáticas ● 2.2. Teoria dos Grafos

6 3. Reconhecimento de Padrões por meio de gramáticas (1) ● 3.1. Padrões, Protótipos e Primitivas – Na abordagem sintática os padrões são transformados em um conjunto de primitivas expressas por meio de uma cadeia de símbolos que representam o padrão x. – Para o reconhecimento sintático são considerados dois tipos de padrões: ● Padrões com protótipos; ● Padrões sem protótipos;

7 3. Reconhecimento de Padrões por meio de gramáticas (2) ● 3.2. Padrões com protótipos – Um protótipo p k de uma categoria C k possui vários outros protótipos “deformados” da mesma categoria. – Exemplo:Protótipo da letra “a” (grafada com fonte Times New Roman tamanho 12 e vários sub-protótipos de “a”: a a a a a a

8 3. Reconhecimento de Padrões por meio de gramáticas (3) – O esforço na obtenção de um conjunto de protótipos representativos é o que torna o reconhecimento sintático de padrões uma tarefa difícil, pois conhecer todos os possíveis protótipos pode ser impossível. ● 3.3. Padrões sem protótipo – Existem padrões que não possuem protótipos, tais como: ondas, curvas, retângulos, etc. – Esses padrões podem ser expressos por meio de uma gramática usando um conjunto de primitivas.

9 3. Reconhecimento de Padrões por meio de gramáticas (4) ● Exemplo: – Dadas as seguintes primitivas ● a = | ● b = – O conjunto de todos os retângulos gerados pelas primitivas pode ser descrito como: {a m b n a m b n | m, n >= 1} b b aa

10 3. Reconhecimento de Padrões por meio de gramáticas (5) ● Obs: – A definição e a descrição de primitivas não é um procedimento algoritmico – O projeto de primitivas é baseado fortemente na análise do problema e no conhecimento e experiência do projetista.

11 4. Reconhecimento por Distância Mínima entre Padrões (1) ● Forma de se trabalhar com padrões corrompidos por ruidos; ● Utiliza métricas de similaridade no processo de reconhecimento. ● Pode-se imaginar que os padrões ou seus protótipos sejam definidos por meio da introdução de erros na representação das primitivas. ● Os erros podem ser de três tipos: – Erro de substituição; – Erro de remoção; – Erro de inserção

12 4. Reconhecimento por Distância Mínima entre Padrões (2) ● A idéia básica do método é minimizar a ocorrência desses erros no processo de análise sintática. ● Define-se a distância d(w 1, w 2 ) entre duas palavras w 1 e w 2 como sendo o número mínimo de transformações necessárias para se transformar w 1 em w 2. ● Exemplo: – seja a cadeia f = “abd” e g = “accd”; – Então d(f, g) = 2.

13 5. Reconhecimento Por Meio de Grafos (1) ● Baseia-se no fato de que as tarefas de reconhecimento não envolvem apenas objetos em uma cena, mas também as relações entre os objetos. ● Freqüentemente, tais relações são mais estáveis nas cenas que muitas propriedades dos objetos em si. ● São utilizados grafos com nós e arcos valorados, que são avaliados de acordo com a descrição da estrutura relacional que eles representam. ● O objetivo é decidir se a representação do objeto corresponde à estrutura associada à uma classe.

14 5. Reconhecimento Por Meio de Grafos (2) ● Exemplo: Reconhecimento de face

15 FIM