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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2011.tde-30032012-125025
Document
Author
Full name
Ricardo Alexandro de Andrade Queiroz
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Silva, José Reinaldo (President)
Pereira, Carlos Eduardo
Ropero Peláez, Francisco Javier
Silva, Ivan Nunes da
Tsuzuki, Marcos de Sales Guerra
Title in Portuguese
Processo de design baseado no projeto axiomático para domínios próximos: estudo de caso na análise e reconhecimento de textura.
Keywords in Portuguese
Engenharia de requisitos
Inteligência artificial
Linguagens formais
Reconhecimento de imagem
Redes neurais
Textura (análise)
Abstract in Portuguese
O avanço tecnológico recente tem atraído tanto a comunidade acadêmica quanto o mercado para a investigação de novos métodos, técnicas e linguagens formais para a área de Projeto de Engenharia. A principal motivação é o atendimento à demanda para desenvolver produtos e sistemas cada vez mais completos e que satisfaçam as necessidades do usuário final. Necessidades estas que podem estar ligadas, por exemplo, à análise e reconhecimento de objetos que compõe uma imagem pela sua textura, um processo essencial na automação de uma enorme gama de aplicações como: visão robótica, monitoração industrial, sensoriamento remoto, segurança e diagnóstico médico assistido. Em vista da relevância das inúmeras aplicações envolvidas e pelo fato do domínio de aplicação ser muito próximo do contexto do desenvolvedor, é apresentada uma proposta de um processo de design baseado no Projeto Axiomático como sendo o mais indicado para esta situação. Especificamente, se espera que no estudo de caso da análise de textura haja uma convergência mais rápida para a solução - se esta existir. No estudo de caso, se desenvolve uma nova concepção de arquitetura de rede neural artificial (RNA), auto-organizável, com a estrutura espacial bidimensional da imagem de entrada preservada, tendo a extração e reconhecimento/classificação de textura em uma única fase de aprendizado. Um novo conceito para o paradigma da competição entre os neurônios também é estabelecida. O processo é original por permitir que o desenvolvedor assuma concomitantemente o papel do cliente no projeto, e especificamente por estabelecer o processo de sistematização e estruturação do raciocínio lógico do projetista para a solução do problema a ser desenvolvido e implementado em RNA.
Title in English
Design process based on the axiomatic design for close domain: case study in texture analysis and recognition.
Keywords in English
Artificial intelligence
Formal languages
Image recognition
Neural network
Requirement engineering
Texture analysis
Abstract in English
The recent technological advance has attracted the industry and the academic community to research and propose methods, seek for new techniques, and formal languages for engineering design in order to respond to the growing demand for sophisticated product and systems that fully satisfy customers needs. It can be associated, for instance, with an application of object recognition using texture features, essential to a variety of applications domains, such as robotic vision, industrial inspection, remote sensing, security and medical image diagnosis. Considering the importance of the large number of applications mentioned before, and due to their characteristic where both application and developer domain are very close to each other, this work aims to present a design process based on ideas extracted from axiomatic design to accelerate the development for the classical approach to texture analysis. Thus, a case study is accomplished where a new conception of neural network architecture is specially designed for the following proposal: preserving the two-dimensional spatial structure of the input image, and performing texture feature extraction and classification within the same architecture. As a result, a new mechanism for neuronal competition is also developed as specific knowledge for the domain. In fact, the process proposed has some originality because it does take into account that the developer assumes also the customers role on the project, and establishes the systematization process and structure of logical reasoning of the developer in order to develop and implement the solution in neural network domain.
 
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Publishing Date
2012-04-11
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • QUEIROZ, R. A., e SILVA, J. R. Eliciação e Comunicação de Requisitos em Domínios Disjuntos:Estudo de Caso para Automação na Área Médica. Controle & Automação , 2009, vol. 20, p. 637-651.
  • QUEIROZ, R. A., et al. ESTUDO DA MOBILIDADE DE INSTRUMENTOS CIRÚRGICOS PARA UM SISTEMA ROBOTIZADO DEDICADO A CIRURGIA DE CATARATA. In IV Congresso Nacional de Engenharia Mecânica, Recife, 2006. Anais do IV Congresso Nacional de Engenharia Mecânica., 2006.
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