Método dialético de busca e otimização para análise de imagens de ressonância magnética.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: SANTOS, Wellington Pinheiro dos.
Data de Publicação: 2009
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3545
Resumo: A análise de imagens multiespectrais é um campo relativamente promissor, com plicações em diversas áreas, como sensoriamento remoto e imagens médicas. A Biologia, a Psicologia e as Ciências Sociais estão intrinsecamente ligadas aos fundamentos do desenvolvimento de métodos e algoritmos em Inteligência Computacional, como se pode facilmente notar em estratégias como algoritmos genéticos, programação evolucionária e otimização por enxame de partículas. Contudo, a Filosofia ainda parece ser considerada uma forma de conhecimento enigmática, apesar do poder de generalização e da natureza sistemática de seus métodos investigativostais como a dialética. Uma premissa fundamental deste trabalho é que a Filosofia pode ser considerada também uma fonte de inspiração. Neste trabalho é proposto um classificador não supervisionado baseado na dialética como definida por Hegel e a escola filosófica da Filosofia da Práxis, como fim de classificar imagens multiespectrais sintéticas de ressonância magnética. Neste trabalho é demonstrado que esse classificador pode alcançar resultados equivalentes àqueles obtidos pelos mapas auto-organizados de Kohonen. Também neste trabalho foram construídos novos métodos de otimização baseados na dialética: uma versão dita canônica e outra versão baseada na aplicação do Princípio da Máxima Entropia. Esses métodos foram avaliados usando funções de teste e aplicados à otimização do classificador k-médias segundo índices de validade de agrupamento, atingindo bons resultados quando comparados com o k-médias canônico. Os métodos dialéticos de classificação foram também empregados em dois estudos de caso: um deles envolvendo o estudo do progresso da doença de Alzheimer, e o outro abordando a detecção de regiões ativadas em imagens funcionais, mostrando que o classificador dialético pode atingir bons resultados quando o número inicial de classes é desconhecido.
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A Biologia, a Psicologia e as Ciências Sociais estão intrinsecamente ligadas aos fundamentos do desenvolvimento de métodos e algoritmos em Inteligência Computacional, como se pode facilmente notar em estratégias como algoritmos genéticos, programação evolucionária e otimização por enxame de partículas. Contudo, a Filosofia ainda parece ser considerada uma forma de conhecimento enigmática, apesar do poder de generalização e da natureza sistemática de seus métodos investigativostais como a dialética. Uma premissa fundamental deste trabalho é que a Filosofia pode ser considerada também uma fonte de inspiração. Neste trabalho é proposto um classificador não supervisionado baseado na dialética como definida por Hegel e a escola filosófica da Filosofia da Práxis, como fim de classificar imagens multiespectrais sintéticas de ressonância magnética. Neste trabalho é demonstrado que esse classificador pode alcançar resultados equivalentes àqueles obtidos pelos mapas auto-organizados de Kohonen. Também neste trabalho foram construídos novos métodos de otimização baseados na dialética: uma versão dita canônica e outra versão baseada na aplicação do Princípio da Máxima Entropia. Esses métodos foram avaliados usando funções de teste e aplicados à otimização do classificador k-médias segundo índices de validade de agrupamento, atingindo bons resultados quando comparados com o k-médias canônico. Os métodos dialéticos de classificação foram também empregados em dois estudos de caso: um deles envolvendo o estudo do progresso da doença de Alzheimer, e o outro abordando a detecção de regiões ativadas em imagens funcionais, mostrando que o classificador dialético pode atingir bons resultados quando o número inicial de classes é desconhecido.Multispectral image analysis is a relatively promising field of research with applications in several areas, such as remote sensing and medical imaging. Biology, Psychology and Social Sciences are intrinsically connected to the very roots of the development of algorithms and methods in Computational Intelligence, as it is easily seen in approaches like genetic algorithms, evolutionary programming and particle swarm optimization. However, Philosophy appears to be still considered a sort of enigmatic knowledge, despite the power of generalization and the systematic nature of investigative methods like dialectics. Here we claim that Philosophy can be also considered as a source of inspiration. In this work we propose a new non-supervised classifier based on dialectics as defined by Hegel’s works and the philosophical school of the Philosophy of Praxis, to classify synthetic multispectral magnetic resonance images. This work proved that such a classifier can reach results as good as those obtained by Kohonen’s self-organized networks. Herein this work we also generated new optimization methods based on dialectics: a canonical version and a version based on the Principle of Maximum Entropy. These methods were evaluated using benchmark functions and applied to optimize k-means clusters according to cluster validity indexes, getting good results when compared with canonical k-means. Dialectical classification was also performed in two case studies, involving the study of the progress of Alzheimer’s disease and detection of activated areas in functional imaging, demonstrating that the dialectical classifier can get good classification results when the initial number of classes is unknown.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICAUFCGASSIS, Francisco Marcos de.HASHIMOTO, R. F.ASSIS, F. M.http://lattes.cnpq.br/2368523362272656HASHIMOTO, Ronaldo Fumio.SOUZA, Ricardo Emmanuel de.SOUZA, Benemar Alencar de.GOMES, Herman Martins.SANTOS, Wellington Pinheiro dos.2009-09-282019-04-23T17:49:16Z2019-04-232019-04-23T17:49:16Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/3545SANTOS, Wellington Pinheiro dos. Método dialético de busca e otimização para análise de imagens de ressonância magnética. 2009. 309f. (Tese de Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande – Paraíba Brasil, 2009.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2021-04-15T12:32:02Zoai:localhost:riufcg/3545Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512021-04-15T12:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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