T E L KO M NIK A In d o n e s i a n  J o u r n a l o f   E le c t r ic a E n g in e e r in g V o l . 1 2 , No .  9 S e p te m b e r  2 0 1 4 , p p . 6 9 6 5 ~ 6 9 6 8 DO I: 1 0 . 1 1 5 9 1 /t e l k o m n i k a .v 1 2 i 9 . 4 6 8 4 6 9 6 5 Re c e i v e d No v e m b e r 9 , 2 0 1 3 ; Re v i s e d A p r 8 2 0 1 4 A c c e p te d M a y 6 ,  2 0 1 4 E d g e D et ec t io n   Based   o n   Bio m i m et ic P a t t er n Reco g n it i o n Nin g  Ch e n * X ia o - p in g   S o n g , Y i L iu C o l l e g e   o f   C o m p u t e S c i e n c e ,   X i a n   Po l y t e c h n i c   U n i v e r s i t y ,   7 1 0 0 4 8 ,   X i a n ,   C h i n a * C o rre s p o n d i n g a u t h o r,   e - m a i l :   c h e n n v i c t o r@ g m a i l . c o m Ab s t r a c t T h i s   p a p e i n t ro d u c e d   a   t e c h n i q u e   f o e d g e   d e t e c t i o n   b y   b i o m i m e t i c   p a t t e rn   re c o g n i t i o n   ( BPR ) . T h e   i m a g e s   w e re   s c a n n e d   i n t o   a   c o m p u t e r.   D u e   t o   t h e   n a t u re   o f   t h e   a c q u i r i n g   t e c h n i q u e ,   t h e   a c q u i r e d i m a g e s   h a v e l o t s   o f   a rt i f a c t s ,   re s u l t i n g   i n   c o m p l i c a t e d   e d g e   d e t e c t i o n .     Ac c o r d i n g   t o   t h i s ,   w e   u s e d Bi o m i m e t i c   p a t t e rn   re c o g n i t i o n ,   w h i c h   i s   b a s e d   o n   “m a t t e r   c o g n i t i o n   i n s t e a d   o f   “m a t t e r   c l a s s i f i c a t i o n   a n d ra t h e c l o s e t o   t h e   f u n c t i o n   o f   t h e   h u m a n   b e i n g .   F i n a l l y ,   t h e   e x p e ri m e n t s   s h o w e d   t h a t   t h e   t e c h n i q u e   i s f e a s i b l e   a n d   h a s   s o m e   f l e x i b i l i t y . K e y w o r d s : b i o m i m e t i c   p a t t e r n   re c o g n i t i o n , b i o m i m e t i c   e d g e   d e t e c t i o n ,   AR T - 2 , a rt i f i c i a l   n e u ra l   n e t w o rk , e d g e   d e t e c t i o n C o p y r i g h t © 2 0 1 4 I n s ti tu t e   o f   A d v a n c e d   En g i n e e r i n g   a n d Sc i e n c e .   A l l   r i g h t s   r e s e r v e d . 1 . In t r o d u c t io n E d g e   D e te c ti o n i s   a n   i m p o r ta n c o n c e p t   i n   i m a g e   p r o c e s s i n g ,   w h i c h   h a s   b e e n e x te n s i v e l y   s tu d i e d   b y   r e s e a r c h e r s   o f   a p p l i e d   s c i e n c e .   T h e r e   a r e   m a n y   e d g e   d e t e c ti o n   m o d e l s i n  t h e  p a tte r n  r e c o g n i t i o n  f i e l d ,   w h i c h  c a n   b e   u s e d  t o  i m p l e m e n t s o m e   k i n d s  o f  i m a g e   p r o c e s s i n g ta s k   [1 ].  E x a m p l e s   i n c l u d e   S o b e l   d e t e c to r Ro b e r ts   d e te c to r P r e wi tt   d e te c to r   a n d   m a n y   o th e r s . Un d e r   p r a c ti c e   a n d   t h e o r y   a n a l y s i s ,   Ca n n y   p r o p o s e d   th r e e   c o n ti n u o u s   c r i te r i a   to   c o m p a r e   th e p e r f o r m a n c e   o th e   d i f f e r e n e d g e   d e te c t o r g o o d   d e te c ti o n g o o d   l o c a l i z a t i o n   a n d   l o w - r e s p o n s e s B a s e d   o n   t h e   c r i te r i a a n   o p ti m a l   d e t e c to r   f o r   e d g e   d e t e c ti o n   i s   o b t a i n e d d e r i v a t i v e o f   G a u s s i a n   f u n c t i o n s A l s o m a th e m a ti c a l   m e th o d s   to   s tu d y   e d g e   d e te c t i o n   b a s e d   o n c o n v o l u t i o n   w e r e  p r e s e n te d  i n  [ 2 ] a n d  [ 3 ]. T h e s e   tr a d i t i o n a l   e d g e d e te c to r s   ta k e   th e   o p ti m a l   d e m a r c a ti o n   o f   th e   d e r i v a ti v e   o f s a m p l e s   i n   f e a t u r e   s p a c e   a s   th e   t a r g e t . W h e r e a s   th e   b i o m i m e ti c   p a tte r n   r e c o g n i ti o n   ta k e s   th e o p ti m a l   c o v e r   o f   d i s tr i b u ti o n   o f   o n e   k i n d   o f   s a m p l e s   i n   f e a tu r e   s p a c e   a s   t h e   ta r g e t . T h i s   n e w m o d e l   i s r a t h e r   c l o s e r   to   t h e   f u n c ti o n   o f   th e   h u m a n   b e i n g th a n   tr a d i t i o n a l   S ta t i s ti c a l   P a tte r n Re c o g n i ti o n   u s i n g  “ o p t i m a l  s e p a r a ti n g  a s   i ts  m a i n  p r i n c i p l e . A d a p ti v e   Re s o n a n c e   T h e o r y   ( A RT )   [4 i s   a n   i m p o r ta n m e th o d   o f   A r ti f i c i a l   n e u r a l n e t w o r k   ( A NN )   a l l   a l o n g a c c o r d i n g   t o   A N N’ s   p o we r f u l   a b i l i t y   to   a p p r o x i m a te   f u n c ti o n s   a n d e x c e l l e n a b i l i t y   o f   s e l f - l e a r n i n g p a r ti ti o n i n g   a n d   r o b u s tn e s s wi th   e x te n s i v e   a p p l i c a ti o n   s u c h   a s e l e c tr i c a l   a n d   m e c h a n i c a l   e n g i n e e r i n g b i o l o g y   a n d   l a s e r   s y s te m s   a n d   s e c u r e   c o m m u n i c a ti o n s y s t e m s T h e r e f o r e A RT   u s i n g   t h e   a n a l y s i s   m e th o d   o f   h i g h - d i m e n s i o n a l   s p a c e   g e o m e tr y   i s   a v e r y   a p p r o p r i a te  m e th o d  to   i m p l e m e n t th e  B i o m i m e ti c  P a tt e r n  Re c o g n i ti o n . In   th i s   p a p e r w e   c o n s i d e r   two - d i m e n s i o n a l   e d g e   d e te c ti o n   b a s e d   o n   A R T   w i th B i o m i m e ti c   P a tt e r n R e c o g n i t i o n .   T h e n th e   f e a tu r e s   a r e   a p p l i e d   t o   a   n e t w o r k   o f   A NN  to   s o l v e g r a y - l e v e l   i m a g e  s e g m e n ta ti o n  p r o b l e m s . T h i s   p a p e r   i s   o r g a n i z e d   a s   f o l l o w s .   In   S e c t i o n   2 ,   th e   th e o r e ti c a l   r e s u l ts   o f   k e y te c h n i q u e s   a r e   p r e s e n te d In   S e c ti o n   3 w e   p r e s e n th e   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c t i o n In   S e c t i o n 4 , E x p e r i m e n t Re s u l ts  a r e   s h o w n  a n d   S e c t i o n   5  c o n c l u d e s  th e  p a p e r . 2 . Ke y  T e c h n iq u e s 2 .1 . A RT - 2 T h e   k e y   te c h n i q u e   i s   t h e   s u p e r v i s e d   A RT - 2 s h o w n   i n   F i g u r e 1 u p g r a d e d   v e r s i o n s   o f A RT . K a m a l  R.  A l - Ra wi   e tc . p r e s e n t e d   a  s u p e r v i s e d   A RT - 2  a l g o r i t h m  [5 , 6 ] i n  1 9 9 9 , b u t i t  s h o u l d b e   e m p l o y e d   wh e n   a   l a r g e   n u m b e r   o f   c o m m i tte d   n o d e s   ( > 1 0 0 0 )   a r e   e x p e c te d T h e   s u p e r v i s e d Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 6 5 6 9 6 8 6 9 6 6 A RT - 2   a l g o r i th m   p r e s e n te d   i n   th i s   p a p e r b a s e d   o n   i m p r o v e m e n o n   a l g o r i th m   [7 ],  c a n   wo r k a d a p ti v e l y   u n d e r  th e  c i r c u m s ta n c e s  o f  a  s m a l l  tr a i n i n g   s e t. T h e   A RT - 2   n e two r k   c o n s i s ts   o f   tw o   l a y e r s   ( s h o r te r m   m e m o r y ) w e i g h ts   c o n n e c ti n g   th e two   l a y e r s   ( l o n g   te r m   m e m o r y ) a n d   a   v i g i l a n c e   te s t i n g   f a c to r   to   c o n tr o l   th e   c l o s e n e s s   o f   th e g r o u p s   to   o n e   a n o t h e r T h e   F 1   l a y e r   r e c e i v e s th e   i n p u ts   a n d   th r o u g h   a   s h o r te r m   m e m o r y p r o c e s s   o b ta i n s   a   r e s u l f r o m   th e   F 2   l a y e r W e   p r o v i d e   i n p u f o r   A RT - 2   a s   tr a i n i n g   s e t.  B e c a u s e th e   tr a i n i n g   s e b e l o n g s   to   a   c l a s s i c a n   a d j u s v i g i l a n c e   te s ti n g   f a c to r   to   m a k e   o u tp u a c c o r d i n g to   r e a l   r e q u i r e m e n ts T h e   p r o g r a m   i s   a n   i te r a ti o n   c y c l e   u n t i l   f i n i s h i n g   a d j u s tm e n t.  S o we   m o d i f y A RT - 2   m o d e l  t o  f i t s u p e r v i s e d  a l g o r i th m . A RT - 2   w o u l d   c o m p a r e   th e   r e s u l f r o m   th e   s h o r t - te r m   m e m o r y   t o   l o n g - t e r m   m e m o r y   v i a th e   w e i g h ts   a n d   p l a c e s   th e   i n p u v e c to r   i n to   a   c a t e g o r y W e   m o d i f y   c o m p a r i s o n   p a r i n   A RT - 2 , i .e .   w e   a p p e n d   a   c a c h e   to   th e   p a r t.   W h e n   s u p e r v i s e d   A RT - 2   i s   l e a r n i n g ,   i f   c l a s s i f i c a ti o n   i s   a n e r r o r th e n   a d j u s ti n g   v i g i l a n c e   te s ti n g   f a c to r c o m p u ti n g   a g a i n th u s   a   v i g i l a n c e   te s ti n g   f a c to r wo u l d  b e  a n  a p p r o p r i a te   v a l u e . I n p u t R e c o g n i t i o n l a y e r   F2 G a in G 2 G a in G 1 C o m p a r i so n l a y e r   F1 A d j u st i n g m o d e l V ig ila n c e A t t e n t i o n   s u b s y s t e m O ri e n t i n g   s u b s y s t e m F i g u r e 1 . B a s i c S c h e m a  o f  A RT 2 .2 . B io m im e t ic  P a t t e r n  R e c o g n it io n No w a d a y s   th e   h i g h   p e r f o r m a n c e   b i o m i m e ti c   w a y s h a v e   e s ta b l i s h e d   th e   f o c u s   o f b i o m i m e ti c   te c h n o l o g y   i n   t h e   A f i e l d .   S e n s o r y   s e g m e n ta t i o n   i s   th e   a b i l i t y   t o   a t te n d   to   s o m e o b j e c ts   i n   a   s c e n e   b y   s e p a r a ti n g   th e m   f r o m   e a c h   o th e r   a n d   f r o m   th e i r   s u r r o u n d i n g s P a tte r n r e c o g n i t i o n   a n d   s c e n e   a n a l y s i s   c a n   b e   s u b s ta n t i a l l y   s i m p l i f i e d   i f   a   g o o d   s e g m e n ta ti o n   i s a v a i l a b l e . T h e s e  a r e  b i o l o g i c a l  i n s ti n c ts . B i o m i m e ti c   P a tte r n   Re c o g n i t i o n   ( B P R )   f i r s p r o p o s e d   b y   W a n g   S h o u j u e   [ 8 ],  t h i s   n e w m o d e l   o f   P a tte r n   Re c o g n i t i o n   b a s e d   o n   m a tte r   c o g n i ti o n   i n s te a d   o f   m a tte r   c l a s s i f i c a ti o n s o B P i s   r a th e r   c l o s e r   to   t h e   f u n c ti o n   o f   th e   h u m a n   b e i n g t h a n   tr a d i ti o n a l   s t a ti s ti c a l   p a tte r n r e c o g n i t i o n   u s i n g   o p t i m a l   i s   s e p a r a ti n g   a s   i ts   m a i n   p r i n c i p l e T h e   m e th o d   u s e d   b y   B i o m i m e ti c P a tt e r n   Re c o g n i t i o n   i s   Hi g h - Di m e n s i o n a l   S p a c e   Co m p l e x   G e o m e tr i c a l   B o d y   Co v e r   Re c o g n i ti o n M e th o d w h i c h   s tu d i e s   s o m e   k i n d s   o f   s a m p l e s   d i s tr i b u t i o n   i n   f e a t u r e   s p a c e   a n d   g i v e s r e a s o n a b l e   c o v e r s o   th e   s a m p l e s   c a n   b e   r e c o g n i z e d B P h a s   b e e n   u s e d   i n   m a n y   f i e l d s ( s u c h   a s   r i g i d   o b j e c r e c o g n i t i o n m u l ti - c a m e r a   f a c e   i d e n t i f i c a ti o n DO A   e s t i m a ti o n s p e e c h r e c o g n i t i o n , e tc . )  a n d   th e  r e s u l ts  s h o w n  i ts  s u p e r i o r i t y . 3 . Bio m im e t ic   E d g e  De t e c t io n B i o m i m e ti c   E d g e   D e te c t i o n   i s   i m p l e m e n ti n g   e d g e   d e te c ti o n   b a s e d   o n   B i o m i m e ti c   wa y s . F o r   A RT - 2   to   d o   B i o m i m e ti c   E d g e   D e te c t i o n t h e   l e a r n i n g   p r o c e s s   i s   a   p r i m a r y   s te p F i r s t,  w e f o u n d   n i n e   k i n d s   o f   b a s i c   e d g e   p a tte r n   a s   tr a i n i n g   s a m p l e   s e t s h o w n   i n   F i g u r e 2 T h e n   A RT - 2 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 E d g e  De t e c ti o n   B a s e d   o n   B i o m i m e t i c  P a tte r n  Re c o g n i ti o n ( Ni n g   Ch e n ) 6 9 6 7 c a n   b e   tr a i n e d   t h r o u g h   th e   n i n e   k i n d s   o f   b a s i c   e d g e   p a tte r n F i n a l l y   A RT - 2   c a n   i d e n t i f y   e d g e , wh i c h   i s  a  c o m b i n a t i o n  o f  n i n e  k i n d s  o f  b a s i c  e d g e   p a tt e r n . F i g u r e 2 . N i n e  K i n d s o f B a s i c  E d g e   P a t t e r n 4 . E x p e r i m e n t  Re s u lt s T h e   a l g o r i th m s   w e r e   c o d e d   i n   j a v a   a n d   M A T L A B T h e   k e y   r e s u l t i n g   i m a g e s   a r e s h o w n i n  F i g u r e 3 . ( 1 ) ( 2 ) F i g u r e 3 . ( 1 )   S ta n d a r d i m a g e , ( 2 )  Re s u l ti n g o f  e d g e   d e t e c ti o n W e   te s te d   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c t i o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2   wi th   1 0 0   e x a m p l e s , a n d   i h a d   2 9   b l u r r e d   i m a g e s T h e   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c ti o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 n e t w o r k  a tta i n e d  a n  a c c u r a c y   o f  7 1 % . 5 Co n c lu s io n a n d  Di r e c t i o n s  f o r  F u t u r e  R e s e a r c h In   th i s   p a p e r   we   p r o p o s e d   to   u s e   a   s u p e r v i s e d   A RT - 2   c o m b i n e d   w i t h   B i o m i m e ti c   E d g e De te c ti o n  t o  s o l v e  g r a y - l e v e l   i m a g e  s e g m e n ta ti o n  p r o b l e m s . T h e  e x p e r i m e n ts  s h o w  a n  a c c u r a c y o f   7 1 % wh i c h   i s   n o t   p e r f e c b u t   c a n   p o t e n t i a l l y   b e   u s e d   to   p r e tr e a tm e n th e   v a s a m o u n o f i m a g e s . W e   w o u l d   i m p r o v e   th e   t e c h n i q u e   i n   th e s e   s e c ti o n s m o d i f i c a ti o n   o f   a l g o r i t h m   o f c o m p a r i s o n s   i n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 s u c h   a s   u s i n g   Ha u s d o r f f   d i s ta n c e   a n d   a p p e n d i n g   a l g o r i t h m to  r e m o v e  n o i s e  e tc . Re f e r e n c e s [ 1 ] Si w e i   L y u ,   D a n i e l   R o c k m o re ,   H a n y   F a ri d :   d i g i t a l   t e c h n i q u e   f o a rt   a u t h e n t i c a t i o n .   PN AS . 2 0 0 4 ; 1 0 1 : 1 7 0 0 6 - 1 7 0 1 0 [ 2 ] C a n n y ,   J o h n . A   C o m p u t a t i o n a l   Ap p ro a c h   t o   Ed g e   D e t e c t i o n . P a t t e rn   An a l y s i s   a n d   M a c h i n e I n t e l l i g e n c e ,   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n . 1 9 8 6 ; PAM I - 8 ( 6 ) :   6 7 9 , 6 9 8 . [ 3 ] Sc h w a rz S,   Sj o s t ro m   M ,   O l s s o n   R . I m p ro v e d   e d g e   d e t e c t i o n   f o E W O C   d e p t h   u p s c a l i n g . Sy s t e m s Si g n a l s   a n d   I m a g e   Pro c e s s i n g   ( I W SS I P ) . 1 9 t h I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n . 2 0 1 2 :   1 - 4 . [ 4 ] C a rp e n t e G A,   G ro s s b e rg S.   AR T   2 :   Se l f - o rg a n i z a t i o n   o f   s t a b l e   c a t e g o ry   re c o g n i t i o n   c o d e s   f o a n a l o g i n p u t   p a t t e rn s . Ap p l i e d   O p t i c s . 1 9 8 7 ; 2 6 :   4 9 1 9 - 4 9 3 0 . [ 5 ] G F ra n c i s . T h e   s t a b i l i t y - p l a s t i c i t y   d i l e m m a   i n   c o m p e t i t i v e   l e a rn i n g .   D e p a rt m e n t   o f   Ps y c h o l o g y Sc i e n c e s .   Pu r d u e   U n i v e r s i t y .   T e c h n i c a l   R e p o rt   N o .   9 6 - 1 . 1 9 9 6 . T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 E d g e  De t e c ti o n   B a s e d   o n   B i o m i m e t i c  P a tte r n  Re c o g n i ti o n ( Ni n g   Ch e n ) 6 9 6 7 c a n   b e   tr a i n e d   t h r o u g h   th e   n i n e   k i n d s   o f   b a s i c   e d g e   p a tte r n F i n a l l y   A RT - 2   c a n   i d e n t i f y   e d g e , wh i c h   i s  a  c o m b i n a t i o n  o f  n i n e  k i n d s  o f  b a s i c  e d g e   p a tt e r n . F i g u r e 2 . N i n e  K i n d s o f B a s i c  E d g e   P a t t e r n 4 . E x p e r i m e n t  Re s u lt s T h e   a l g o r i th m s   w e r e   c o d e d   i n   j a v a   a n d   M A T L A B T h e   k e y   r e s u l t i n g   i m a g e s   a r e s h o w n i n  F i g u r e 3 . ( 1 ) ( 2 ) F i g u r e 3 . ( 1 )   S ta n d a r d i m a g e , ( 2 )  Re s u l ti n g o f  e d g e   d e t e c ti o n W e   te s te d   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c t i o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2   wi th   1 0 0   e x a m p l e s , a n d   i h a d   2 9   b l u r r e d   i m a g e s T h e   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c ti o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 n e t w o r k  a tta i n e d  a n  a c c u r a c y   o f  7 1 % . 5 Co n c lu s io n a n d  Di r e c t i o n s  f o r  F u t u r e  R e s e a r c h In   th i s   p a p e r   we   p r o p o s e d   to   u s e   a   s u p e r v i s e d   A RT - 2   c o m b i n e d   w i t h   B i o m i m e ti c   E d g e De te c ti o n  t o  s o l v e  g r a y - l e v e l   i m a g e  s e g m e n ta ti o n  p r o b l e m s . T h e  e x p e r i m e n ts  s h o w  a n  a c c u r a c y o f   7 1 % wh i c h   i s   n o t   p e r f e c b u t   c a n   p o t e n t i a l l y   b e   u s e d   to   p r e tr e a tm e n th e   v a s a m o u n o f i m a g e s . W e   w o u l d   i m p r o v e   th e   t e c h n i q u e   i n   th e s e   s e c ti o n s m o d i f i c a ti o n   o f   a l g o r i t h m   o f c o m p a r i s o n s   i n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 s u c h   a s   u s i n g   Ha u s d o r f f   d i s ta n c e   a n d   a p p e n d i n g   a l g o r i t h m to  r e m o v e  n o i s e  e tc . Re f e r e n c e s [ 1 ] Si w e i   L y u ,   D a n i e l   R o c k m o re ,   H a n y   F a ri d :   d i g i t a l   t e c h n i q u e   f o a rt   a u t h e n t i c a t i o n .   PN AS . 2 0 0 4 ; 1 0 1 : 1 7 0 0 6 - 1 7 0 1 0 [ 2 ] C a n n y ,   J o h n . A   C o m p u t a t i o n a l   Ap p ro a c h   t o   Ed g e   D e t e c t i o n . P a t t e rn   An a l y s i s   a n d   M a c h i n e I n t e l l i g e n c e ,   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n . 1 9 8 6 ; PAM I - 8 ( 6 ) :   6 7 9 , 6 9 8 . [ 3 ] Sc h w a rz S,   Sj o s t ro m   M ,   O l s s o n   R . I m p ro v e d   e d g e   d e t e c t i o n   f o E W O C   d e p t h   u p s c a l i n g . Sy s t e m s Si g n a l s   a n d   I m a g e   Pro c e s s i n g   ( I W SS I P ) . 1 9 t h I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n . 2 0 1 2 :   1 - 4 . [ 4 ] C a rp e n t e G A,   G ro s s b e rg S.   AR T   2 :   Se l f - o rg a n i z a t i o n   o f   s t a b l e   c a t e g o ry   re c o g n i t i o n   c o d e s   f o a n a l o g i n p u t   p a t t e rn s . Ap p l i e d   O p t i c s . 1 9 8 7 ; 2 6 :   4 9 1 9 - 4 9 3 0 . [ 5 ] G F ra n c i s . T h e   s t a b i l i t y - p l a s t i c i t y   d i l e m m a   i n   c o m p e t i t i v e   l e a rn i n g .   D e p a rt m e n t   o f   Ps y c h o l o g y Sc i e n c e s .   Pu r d u e   U n i v e r s i t y .   T e c h n i c a l   R e p o rt   N o .   9 6 - 1 . 1 9 9 6 . T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 E d g e  De t e c ti o n   B a s e d   o n   B i o m i m e t i c  P a tte r n  Re c o g n i ti o n ( Ni n g   Ch e n ) 6 9 6 7 c a n   b e   tr a i n e d   t h r o u g h   th e   n i n e   k i n d s   o f   b a s i c   e d g e   p a tte r n F i n a l l y   A RT - 2   c a n   i d e n t i f y   e d g e , wh i c h   i s  a  c o m b i n a t i o n  o f  n i n e  k i n d s  o f  b a s i c  e d g e   p a tt e r n . F i g u r e 2 . N i n e  K i n d s o f B a s i c  E d g e   P a t t e r n 4 . E x p e r i m e n t  Re s u lt s T h e   a l g o r i th m s   w e r e   c o d e d   i n   j a v a   a n d   M A T L A B T h e   k e y   r e s u l t i n g   i m a g e s   a r e s h o w n i n  F i g u r e 3 . ( 1 ) ( 2 ) F i g u r e 3 . ( 1 )   S ta n d a r d i m a g e , ( 2 )  Re s u l ti n g o f  e d g e   d e t e c ti o n W e   te s te d   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c t i o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2   wi th   1 0 0   e x a m p l e s , a n d   i h a d   2 9   b l u r r e d   i m a g e s T h e   B i o m i m e ti c   E d g e   De te c ti o n   b a s e d   o n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 n e t w o r k  a tta i n e d  a n  a c c u r a c y   o f  7 1 % . 5 Co n c lu s io n a n d  Di r e c t i o n s  f o r  F u t u r e  R e s e a r c h In   th i s   p a p e r   we   p r o p o s e d   to   u s e   a   s u p e r v i s e d   A RT - 2   c o m b i n e d   w i t h   B i o m i m e ti c   E d g e De te c ti o n  t o  s o l v e  g r a y - l e v e l   i m a g e  s e g m e n ta ti o n  p r o b l e m s . T h e  e x p e r i m e n ts  s h o w  a n  a c c u r a c y o f   7 1 % wh i c h   i s   n o t   p e r f e c b u t   c a n   p o t e n t i a l l y   b e   u s e d   to   p r e tr e a tm e n th e   v a s a m o u n o f i m a g e s . W e   w o u l d   i m p r o v e   th e   t e c h n i q u e   i n   th e s e   s e c ti o n s m o d i f i c a ti o n   o f   a l g o r i t h m   o f c o m p a r i s o n s   i n   s u p e r v i s e d   A RT - 2 s u c h   a s   u s i n g   Ha u s d o r f f   d i s ta n c e   a n d   a p p e n d i n g   a l g o r i t h m to  r e m o v e  n o i s e  e tc . Re f e r e n c e s [ 1 ] Si w e i   L y u ,   D a n i e l   R o c k m o re ,   H a n y   F a ri d :   d i g i t a l   t e c h n i q u e   f o a rt   a u t h e n t i c a t i o n .   PN AS . 2 0 0 4 ; 1 0 1 : 1 7 0 0 6 - 1 7 0 1 0 [ 2 ] C a n n y ,   J o h n . A   C o m p u t a t i o n a l   Ap p ro a c h   t o   Ed g e   D e t e c t i o n . P a t t e rn   An a l y s i s   a n d   M a c h i n e I n t e l l i g e n c e ,   I EEE  T r a n s a c t i o n s   o n . 1 9 8 6 ; PAM I - 8 ( 6 ) :   6 7 9 , 6 9 8 . [ 3 ] Sc h w a rz S,   Sj o s t ro m   M ,   O l s s o n   R . I m p ro v e d   e d g e   d e t e c t i o n   f o E W O C   d e p t h   u p s c a l i n g . Sy s t e m s Si g n a l s   a n d   I m a g e   Pro c e s s i n g   ( I W SS I P ) . 1 9 t h I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n . 2 0 1 2 :   1 - 4 . [ 4 ] C a rp e n t e G A,   G ro s s b e rg S.   AR T   2 :   Se l f - o rg a n i z a t i o n   o f   s t a b l e   c a t e g o ry   re c o g n i t i o n   c o d e s   f o a n a l o g i n p u t   p a t t e rn s . Ap p l i e d   O p t i c s . 1 9 8 7 ; 2 6 :   4 9 1 9 - 4 9 3 0 . [ 5 ] G F ra n c i s . T h e   s t a b i l i t y - p l a s t i c i t y   d i l e m m a   i n   c o m p e t i t i v e   l e a rn i n g .   D e p a rt m e n t   o f   Ps y c h o l o g y Sc i e n c e s .   Pu r d u e   U n i v e r s i t y .   T e c h n i c a l   R e p o rt   N o .   9 6 - 1 . 1 9 9 6 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 2 , No . 9 S e p t e m b e r  2 0 1 4 : 6 9 6 5 6 9 6 8 6 9 6 8 [ 6 ] Ka m a l   R Al - R a w i ,   C o n s u e l o   G o n z a l o ,   Aq u e d a   Arq u e ro . SU P ER VI SED   AR T - I I :   N e w   N e u r a l   N e t w o rk Arc h i t e c t u re ,   W i t h   Q u i c k e r   L e a rn i n g   Al g o ri t h m ,   F o r   L e a r n i n g   a n d   C l a s s i f y i n g   M u l t i v a l u e d   I n p u t Pa t t e rn s .   ESAN N ' 1 9 9 9   p r o c e e d i n g s - Eu ro p e a n   Sy m p o s i u m   o n   Art i f i c i a l   N e u ra l   N e t w o rk s . 1 9 9 9 : 2 8 9 - 2 9 4 . [ 7 ] C a rp e n t e r   G A. D e f a u l t   AR T M AP. Pro c e e d i n g s   o f   t h e   I n t e rn a t i o n a l   J o i n t C o n f e re n c e   o n   N e u ra l N e t w o rk s . T e c h n i c a l   R e p o rt   C AS/ C N T R - 2 0 0 3 - 0 0 8 [ 8 ] W a n g   Sh o u - J u e , C h e n   X u . Bi o m i m e t i c   ( t o p o l o g i c a l )   p a t t e rn   re c o g n i t i o n - a   n e w   m o d e l   o f   p a t t e r n re c o g n i t i o n   t h e o ry   a n d   i t s   a p p l i c a t i o n . N e u ra l   N e t w o r k s . Pro c e e d i n g s   o f   t h e   I n t e rn a t i o n a l   J o i n t C o n f e re n c e   o n . 2 0 0 3 ; 3 ( 3 ) : 2 2 5 8 , 2 2 6 2 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.