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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34044
ORCID: | http://orcid.org/0000-0002-9512-6460 |
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Abordagens evolutivas para otimização de redes neurais convolucionais baseadas em algoritmos genéticos |
Alternate title (s): | Evolutionary approaches to optimize convolutional neural networks based on genetic algorithms |
Author: | Mendes, Raphael de Lima |
First Advisor: | Amaral, Laurence Rodrigues do |
First member of the Committee: | Carneiro, Murillo Guimarães |
Second member of the Committee: | Santos, Edimilson Batista dos |
Summary: | As Redes Neurais Convolucionais (CNN) são consideradas o estado da arte em aplicações de visão computacional. Entretanto, a construção de modelos de aprendizagem de máquina utilizando essa tecnologia ainda requer a otimização de parâmetros, hiperparâmetros e desafios como a quantidade de dados para treinamento. Algoritmos Genéticos (AG) apresentam-se como uma técnica promissora para otimizar diversos aspectos das CNN. Este trabalho apresenta duas abordagens para otimização de CNNs utilizando AGs: gaCNN, para a otimização arquitetural e MLTLGA, para a otimização de aprendizagem por transferência. No método gaCNN, foi proposta uma codificação de cromossomo para incorporar funções de ativação e novos operadores de mutação, estas mudanças permitiram que o método superasse o desempenho de 9 dos 13 métodos avaliados em acurácia de classificação. No método MLTLGA, foi proposto um novo processo de inicialização que apresentou resultados superiores em pelo menos 2% de acurácia de classificação a todos os outros métodos de aprendizagem por transferência avaliados no trabalho. Dessa forma, apresentando métodos promissores no contexto de otimização de CNNs. |
Abstract: | Convolutional Neural Networks (CNN) are considered the state-of-the-art in computer vision applications. However, building machine learning models such method still requires the parameter and hyperparameter tuning, and considerably large training datasets. Genetic Algorithms (GA) can be a promising technique to optimize various aspects of CNNs. In this work, two approaches to optimize CNN using GA are proposed: gaCNN, for architectural optimization and MLTLGA, for transfer learning optimization. In the gaCNN, a new individual codification strategy for activation functions is proposed alongside new mutation operators. The proposed method outperformed 9 out 13 methods evaluated in classification accuracy. In the MLTLGA, a new initialization operation is presented that outperformed by at least 2% the other transfer learning methods evaluated. Therefore, the two methods are promising in the study of optimization of CNN. |
Keywords: | Aprendizagem de Máquina Redes Neurais Convolucionais Algoritmos Genéticos Otimização Neuroevolução Machine Learning Convolutional Neural Networks Genetic Algorithms Neuroevolution |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
Subject: | Ciência da Computação Inteligência Artificial Redes neurais (Computação) |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação |
Quote: | MENDES, Raphael de Lima. Abordagens evolutivas para otimização de redes neurais convolucionais baseadas em algoritmos genéticos. 2021. 86 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.694. |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.694 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34044 |
Date of defense: | 17-Dec-2021 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Ciência da Computação |
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