Neuro-fuzzy feature evaluation with theoretical analysis

The article provides a fuzzy set theoretic feature evaluation index and a connectionist model for its evaluation along with their theoretical analysis. A concept of weighted membership function is introduced which makes the modeling of the class structures more appropriate. A neuro-fuzzy algorithm is developed for determining the optimum weighting coefficients representing the feature importance. It is shown theoretically that the evaluation index has a fixed upper bound and a varying lower bound, and it monotonically increases with the lower bound. A relation between the evaluation index, interclass distance and weighting coefficients is established. Effectiveness of the algorithms for evaluating features both individually and in a group (considering their independence and dependency) is demonstrated along with comparisons on speech, Iris, medical and mango-leaf data. The results are also validated using scatter diagram and k-NN classifier

Sistema adaptativo neural para compressão sequencial e classificação de textos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2001.O contexto de crescente disponibilidade de informação textual em formato digital evidencia a importância de mecanismos de compactação de dados sem perda e de classificação automática de textos para a gestão de informações. Esta dissertação apresenta um novo sistema para compressão de dados sem perda, utilizando uma rede neural artificial baseada na Teoria da Ressonância Adaptativa (Adaptive Resonance Theory - ART) para modelagem preditiva de seqüências discretas. Uma rede fuzzy ARTMAP modificada gera modelos para estimações probabilísticas e é integrada a um codificador aritmético. O sistema adaptativo neural de compressão desenvolvido realiza o aprendizado incremental dos padrões observados nas seqüências apresentadas, executando a compactação seqüencial e a descompactação exata de seqüências discretas sem conhecimento prévio da estrutura estatística da fonte das mensagens. O sistema foi testado diante de uma base de dados pública para benchmark (formada por arquivos binários e de texto) para avaliação de seu desempenho em relação a compactadores de texto tradicionais, atingindo taxas de compressão melhores que o software gzip. Além da viabilidade de utilização da rede neural proposta no estágio de modelagem do processo de compressão sem perda, a capacidade do sistema desenvolvido foi testada em duas tarefas de classificação automática de textos: identificação de idiomas e classificação por gênero de textos. A classificação por gênero de textos, por meio da abordagem do presente trabalho, visa designar textos a classes de publicações digitais, conforme a similaridade em relação ao modelo que representa cada classe. A técnica neural de compressão foi aplicada a estas tarefas, medindo a entropia cruzada entre cada exemplar de teste e um modelo gerado. A similaridade entre uma seqüência de texto e cada uma das classes é determinada autonomamente pelo sistema, sem a pré-definição de atributos ou conhecimento analítico sobre o texto ou um idioma específico. Na tarefa de identificação de idiomas todos os itens de teste foram perfeitamente reconhecidos e na tarefa de classificação por gênero de textos o sistema classificou corretamente 95,83% dos exemplares de teste apresentados. A compressão sem perda de seqüências discretas propicia um ambiente para estudo do comportamento da rede neural proposta em tarefas que requerem adaptação e estimação probabilística on-line. Além da compressão de dados sem perda, o sistema neural desenvolvido pode ser aplicado a outras áreas que requerem aprendizado de padrões, modelagem preditiva e classificação de seqüências, como descoberta de conhecimento em bases de dados para gestão de informações e inteligência de negócios

Fingerprint-based biometric recognition allied to fuzzy-neural feature classification.

The research investigates fingerprint recognition as one of the most reliable biometrics identification methods. An automatic identification process of humans-based on fingerprints requires the input fingerprint to be matched with a large number of fingerprints in a database. To reduce the search time and computational complexity, it is desirable to classify the database of fingerprints into an accurate and consistent manner so that the input fingerprint is matched only with a subset of the fingerprints in the database. In this regard, the research addressed fingerprint classification. The goal is to improve the accuracy and speed up of existing automatic fingerprint identification algorithms. The investigation is based on analysis of fingerprint characteristics and feature classification using neural network and fuzzy-neural classifiers.The methodology developed, is comprised of image processing, computation of a directional field image, singular-point detection, and feature vector encoding. The statistical distribution of feature vectors was analysed using SPSS. Three types of classifiers, namely, multi-layered perceptrons, radial basis function and fuzzy-neural methods were implemented. The developed classification systems were tested and evaluated on 4,000 fingerprint images on the NIST-4 database. For the five-class problem, classification accuracy of 96.2% for FNN, 96.07% for MLP and 84.54% for RBF was achieved, without any rejection. FNN and MLP classification results are significant in comparison with existing studies, which have been reviewed