Aplicação de Redes Neurais Artificiais para Reconhecimento de Formas Geométricas

Páginas: 10 (2383 palavras) Publicado: 8 de abril de 2014
Aplicação de Redes Neurais Artificiais para
Reconhecimento de Formas Geométricas
Ramiro M. Pereira1, Fagner C. Malheiros1, João O. de A. Beck¹, Oleg
Khatchatourian2
1

Acadêmico do curso de Ciência da Computação
2

Professor do curso de Ciência da Computação

Universidade de Cruz Alta (UNICRUZ) – Cruz Alta/RS - Brasil
axdron@hotmail.com, havok300@hotmail.com, joaobeck87@hotmail.com,olegkha@unijui.edu.br

Abstract. Several techniques are applied to digital image processing, one of
them is the Prewitt method, a boundary identification method, used in this
paper for identification of geometric shapes. To evaluate the efficiency of the
method, an Artificial Neural Network (ANN) using the method of Conjugate
Gradient of Powell-Beale Restarts was applied for training of sixdifferent
pattern shapes obtained from the Prewitt method, with the objective to
recognize these shapes in an image containing many polygons with sizes
ranging from 400 to 10000 pixels, resulting in an analysis of the percentage of
correct answers and the most common errors, concluding if the method of
boundaries identification is efficient for this application.
Keywords: Prewitt, ANN, shaperecognition
Resumo. Diversas são as técnicas aplicadas para o processamento de
imagens digitais, dentro delas há o método de Prewitt, utilizado nesse artigo
para a identificação de formas geométricas. Para avaliar a eficiência do
método, uma Rede Neural Artificial (RNA) fazendo uso do método de
Gradiente Conjugado (Beale-Powell Restarts) foi aplicada para treinamento
de seis diferentesformas padrão, obtidas a partir do método de identificação
de contornos, visando um posterior reconhecimento dessas formas em uma
imagem contendo diversos polígonos com dimensões entre 400 e 10000 pixels,
resultando em uma análise do percentual de acertos e dos erros mais comuns,
concluindo se o método de Prewitt é eficiente para essa aplicação.
Palavras-chave: Prewitt, RNA, reconhecimento deformas

1. Introdução
Processamento de Imagens Digitais e em particular os métodos de identificação de
contornos têm grande aplicações em diversas áreas como, por exemplo, na engenharia
agrícola [Khatchatourian e Padilha 2008], na área médica para detecção de bordas em
imagens de ressonância magnética [Sorano, Pereira, et al. 2009], na observação de
imagens estereoscópicas florestais [Tejada2008] e até mesmo pela NASA para

processamento digital de imagens captadas por satélites [Moik 1980]. O objetivo do
trabalho apresentado é verificar a possibilidade e eficiência de reconhecimento de
figuras geométricas em forma de polígonos regulares aplicando Processamento de
imagens digitais, utilizando o método de Prewitt para detecção de bordas de formas
geométricas, e Redes NeuraisArtificais (RNA).
As RNA são inspiradas no funcionamento dos neurônios biológicos, onde utiliza
seus neurônios artificiais, unidades de processamento que realizam operações simples e
que possuem conexões por onde são transmitidos os seus resultados, para efetuar o
processo de treinamento. Esse processo torna a RNA capaz de reconhecer padrões, a
partir dos estímulos de entrada fornecidos a ela,separando as entradas em classes
distintas conforme suas saídas correspondentes [Braga 2005]. A partir da entrada dos
padrões identificados através do método de Prewitt, o treinamento é realizado e as
saídas são classificadas, processo esse que será observado no decorrer do artigo.

2. Identificação das formas
Como é possível observar na figura 1, a figura original que contém os padrões aserem
identificados possui seis formas geométricas distintas (quadrado, círculo, triângulo,
estrela, pentágono e hexágono), como 5 dimensões cada uma. As dimensões das formas
varia entre 100x100 pixels e 20x20 pixels, dessa forma, as imagens a serem
reconhecidas posteriormente também se encontrarão entre esse tamanho. Foram
utilizadas cores diferentes nas figuras para observar se é encontrada...
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