Perceptual abstraction and attention

This is a report on the preliminary achievements of WP4 of the IM-CleVeR project on abstraction for cumulative learning, in particular directed to: (1) producing algorithms to develop abstraction features under top-down action influence; (2) algorithms for supporting detection of change in motion pictures; (3) developing attention and vergence control on the basis of locally computed rewards; (4) searching abstract representations suitable for the LCAS framework; (5) developing predictors based on information theory to support novelty detection. The report is organized around these 5 tasks that are part of WP4. We provide a synthetic description of the work done for each task by the partners

Ensemble learning in the presence of noise

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Escuela Politécnica Superior, Departamento de Ingenieria Informática. Fecha de lectura: 14-02-2019La disponibilidad de grandes cantidades de datos provenientes de diversas fuentes ampl a enormemente las posibilidades para una explotaci on inteligente de la informaci on. No obstante, la extracci on de conocimiento a partir de datos en bruto es una tarea compleja que requiere el desarrollo de m etodos de aprendizaje e cientes y robustos. Una de las principales di cultades en el aprendizaje autom atico es la presencia de ruido en los datos. En esta tesis, abordamos el problema del aprendizaje autom atico en presencia de ruido. Para este prop osito, nos centraremos en el uso de conjuntos de clasi cadores. Nuestro objetivo es crear colecciones de aprendices base cuyos resultados, al ser combinados, mejoren no solo la precisi on sino tambi en la robustez de las predicciones. Una primera contribuci on de esta tesis es aprovechar el ratio de submuestreo para construir conjuntos de clasi cadores basados en bootstrap (como bagging o random forests) precisos y robustos. La idea de utilizar el submuestreo como mecanismo de regularizaci on tambi en se explota para la detecci on de ejemplos ruidosos. En concreto, los ejemplos que est an mal clasi cados por una fracci on de los miembros del conjunto se marcan como ruido. El valor optimo de este umbral se determina mediante validaci on cruzada. Las instancias ruidosas se eliminan ( ltrado) o se corrigen sus etiquetas de su clase (limpieza). Finalmente, se construye un conjunto de clasi cadores utilizando los datos de entrenamiento limpios ( ltrados o limpiados). Otra contribuci on de esta tesis es vote-boosting, un m etodo de conjuntos secuencial especialmente dise~nado para ser robusto al ruido en las etiquetas de clase. Vote-boosting reduce la excesiva sensibilidad a este tipo de ruido de los algoritmos basados en boosting, como adaboost. En general, los algoritmos basados en booting modi can la distribuci on de pesos en los datos de entrenamiento progresivamente para enfatizar instancias mal clasi cadas. Este enfoque codicioso puede terminar dando un peso excesivamente alto a instancias cuya etiqueta de clase sea incorrecta. Por el contrario, en vote-boosting, el enfasis se basa en el nivel de incertidumbre (acuerdo o desacuerdo) de la predicci on del conjunto, independientemente de la etiqueta de clase. Al igual que en boosting, voteboosting se puede analizar como una optimizaci on de descenso por gradiente en espacio funcional. Uno de los problemas abiertos en el aprendizaje de conjuntos es c omo construir combinaciones de clasi cadores fuertes. La principal di cultad es lograr diversidad entre los clasi cadores base sin un deterioro signi cativo de su rendimiento y sin aumentar en exceso el coste computacional. En esta tesis, proponemos construir conjuntos de SVM con la ayuda de mecanismos de aleatorizaci on y optimizaci on. Gracias a esta combinaci on de estrategias complementarias, es posible crear conjuntos de SVM que son mucho m as r apidos de entrenar y son potencialmente m as precisos que un SVM individual optimizado. Por ultimo, hemos desarrollado un procedimiento para construir conjuntos heterog eneos que interpolan sus decisiones a partir de conjuntos homog eneos compuestos por diferentes tipos de clasi cadores. La composici on optima del conjunto se determina mediante validaci on cruzada. v

Study on Co-occurrence-based Image Feature Analysis and Texture Recognition Employing Diagonal-Crisscross Local Binary Pattern

In this thesis, we focus on several important fields on real-world image texture analysis and recognition. We survey various important features that are suitable for texture analysis. Apart from the issue of variety of features, different types of texture datasets are also discussed in-depth. There is no thorough work covering the important databases and analyzing them in various viewpoints. We persuasively categorize texture databases ? based on many references. In this survey, we put a categorization to split these texture datasets into few basic groups and later put related datasets. Next, we exhaustively analyze eleven second-order statistical features or cues based on co-occurrence matrices to understand image texture surface. These features are exploited to analyze properties of image texture. The features are also categorized based on their angular orientations and their applicability. Finally, we propose a method called diagonal-crisscross local binary pattern (DCLBP) for texture recognition. We also propose two other extensions of the local binary pattern. Compare to the local binary pattern and few other extensions, we achieve that our proposed method performs satisfactorily well in two very challenging benchmark datasets, called the KTH-TIPS (Textures under varying Illumination, Pose and Scale) database, and the USC-SIPI (University of Southern California ? Signal and Image Processing Institute) Rotations Texture dataset.九州工業大学博士学位論文 学位記番号:工博甲第354号　学位授与年月日:平成25年9月27日CHAPTER 1 INTRODUCTION|CHAPTER 2 FEATURES FOR TEXTURE ANALYSIS|CHAPTER 3 IN-DEPTH ANALYSIS OF TEXTURE DATABASES|CHAPTER 4 ANALYSIS OF FEATURES BASED ON CO-OCCURRENCE IMAGE MATRIX|CHAPTER 5 CATEGORIZATION OF FEATURES BASED ON CO-OCCURRENCE IMAGE MATRIX|CHAPTER 6 TEXTURE RECOGNITION BASED ON DIAGONAL-CRISSCROSS LOCAL BINARY PATTERN|CHAPTER 7 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK九州工業大学平成25年