I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   12 ,   No .   2 N o v e m b er   201 8 ,   p p .   7 8 3 ~ 7 9 3   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI :   1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ee cs.v 1 2 .i 2 . p p 783 - 7 9 3          783       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   O bje ct  R ecog niti o I nspirin g  HVS       M o ha m m a de s m a eil  A kb a rp o ur,   Na s s er   M ehrsh a d,  Sey y ed - M o ha m m a d Ra za v i   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o f   Birj a n d ,   Birj a n d ,   Ira n       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   2 0 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Ju l   11 ,   2 0 1 8       Hu m a n   re c o g n ize   o b jec ts  in   c o m p lex   n a tu ra i m a g e v e r y   f a st   w it h in   a   f ra c ti o n   o f   a   se c o n d .   M a n y   c o m p u tatio n a o b jec re c o g n it io n   m o d e ls  in sp ired   f ro m   th is  p o w e r f u a b il it y   o f   h u m a n .   T h e   Hu m a n   V isu a S y ste m   (HV S re c o g n ize o b jec in   se v e ra l   p r o c e ss in g   la y e rs  w h ich   w e   k n o w   th e m   a s   h iera rc h ica ll y   m o d e l.   Du e   to   a m a z in g   c o m p lex it y   o HV S   a n d   th e   c o n n e c ti o n i n   v isu a p a th w a y ,   c o m p u tatio n a m o d e li n g   o f   HV S   d irec tl y   f ro m   it p h y sio lo g y   is  n o p o ss i b le.  S o   it   c o n sid e re d   a a   so m e   b lo c k a n d   e a c h   b l o c k   m o d e led   se p a ra tely .   On e   m o d e ls  in sp i rin g   o f   H V S   is  HMA X   w h ich   it m a in   p ro b lem   is  se lec ti n g   p a tch e in   ra n d o m   w a y .   A H M A X   is  a   h iera rc h ica m o d e l,   HMA X   c a n   e n h a n c e d   w it h   e n h a n c in g   e a c h   la y e r   se p a ra tel y .   In   th is  p a p e in ste a d   o f   ra n d o m   p a tch   e x trac ti o n ,   De sira b le  P a tch e f o HMA X   (DP HMA X )   w il e x trac ted .     HV S   f o e x tra c ti n g   p a tch   f irst  se l e c ted   p a tch e w it h   m o re   in f o r m a ti o n .   F o sim u latin g   t h is  b lo c k   p a tch e w it h   m o re   v a rian c e   w il b e   se lec ted .   T h e n   HV S   w il c h o se   p a tch e s   w it h   m o re   si m il a rit y   in   a   c las s .   F o sim u latin g   t h is  b lo c k   o n e   a l g o rit h m   is  u se d .   F o e v a lu a ti n g   p ro p o se d   m e th o d ,   Ca lt e c h   5   a n d   Ca lt e c h 1 0 1   d a tas e ts  a r e   u se d .   Re su lt sh o w   th a th e   p ro p o se d   m e th o d   (D P M A X p ro v id e a   sig n if ica n p e r f o rm a n c e   o v e H M A X   a n d   o th e m o d e ls  w it h   th e   sa m e   f ra m e w o rk .   K ey w o r d s :   Ob j ec t r ec o g n itio n   HM AX   HVS   H ier ar ch ical  m o d el   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h a m m ad es m ae il  Ak b ar p o u r   E lectr ical  E n g i n ee r i n g ,   U n i v er s it y   o f   B ir j an d ,   B ir j an d ,   I r an .   E m ail:  es m ae i l.a k b ar p o u r @ b i r j an d . ac . ir       1.   I NT RO D UCT I O N   T h Hu m a n   V is u al  S y s te m   ( HVS)   is   ab le  to   r ec o g n ize  o b j ec ts   ea s il y   i n   c lu t ter ed   s ce n i n   les s   t h a n   s ec o n d .   R ec en w o r k s   in s p i r in g   t h H u m an   Vi s u a S y s te m   ( HV S)  in   i m a g p r o ce s s in g   ar s u ch   as  i m ag e   en h a n ce m en [ 1 ] ,   d ata  h id in g   [ 2 3 ] ,   d ig ital  i m a g f u s io n   [ 4 ] ,   r o b u s o b j ec r ec o g n itio n   [ 5 ] .   HVS  p r o ce s s es  i m a g es   ea s il y ,   w h ile   t h m o s t   p o w er f u l   co m p u ter   s y s te m s   a r g e n er all y   n o t   ca p ab le  o f   d o in g   s o .   Du e   to   t h e   tr e m en d o u s   co m p le x it y   o f   H VS  an d   a m az i n g   co n n ec tio n s   in   v is u al  p at h w a y ,   co m p u ta t io n al  m o d eli n g   o f   HVS  f o r   i m a g p r o ce s s i n g   ap p licatio n s   d ir ec tl y   f r o m   it s   o v er all  an ato m y   a n d   p h y s io lo g y   is   n o p o s s ib le  [ 6 ] On o f   w a y   to   o v er co m t h li m ita tio n   is   t h i n p u t - o u tp u m o d eli n g   o f   th v is u al  s y s te m   ( i.e .   th s alie n c y   m ap )   [ 7 8 ]   An o th er   w a y   is   m o d elin g   o f   t h s i m p le  s u b s y s te m s   a n d   t h e ir   s y s te m atica ll y   co m b i n atio n   b ased   o n   th HV s tr u ct u r ( i.e .   ed g a n d   li n d etec tio n ,   co n to u r   e x tr ac tio n   a n d   tex t u r d ia g n o s e)   [ 9 10 ] .   I s ee m s   t h at   th m a n n er   o f   th H VS  in   th o b j ec d escr ip tio n   s tag an d   o b j ec r ec o g n izin g   ( m atch i n g )   p r o ce s s   i s   o p tim ized .   I n   th f ir s s tep   o f   m o d elin g   th v is u al  s y s te m   b eh av io r   in   o b j ec r ec o g n itio n ,   an   ap p r o p r iate  o b j ec t d escr ip to r   s h o u ld   b p r esen ted .   T h is   d escr ip to r   m u s b in d ep en d en t to   s ca le  an d   r o tatio n   [ 5 11 12 ] .   HVS  f o r   o b j ec d escr ip tio n   u s es  p r o ce s s es  s u c h   as  s a lien c y   m ap ,   ed g d etec tio n ,   l in d etec t io n ,   co n to u r   ex tr ac tio n   an d   te x t u r d iag n o s e.   T h s alie n c y   m ap   [ 7 8 ]   is   th f ir s to p o g r ap h i ca ll y   ar r an g ed   m a p   th at  r ep r esen ts   v is u al  s alie n c y   o f   co r r esp o n d in g   v is u al  s ce n e.   Fo r   ed g es  d etec tio n   [ 13 1 4 ]   th r etin an d   L GN  ce ll s   ar in s p ir ed .   T h e y   d o n t h a v d ir ec tio n al  s elec tio n   b ec au s o f   t h cir c u lar   r ec ep tiv f ield .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   2 No v e m b er   2 0 1 8   :   7 8 3     7 9 3   784   Fo r   lin e   d etec tio n   [ 15 ]   t h h u m an   p r i m ar y   v is u al   co r tex   ( V 1 )   s i m p le   ce lls   ar i n s p ir ed   b ec au s o f   th eir   d ir ec tio n al  r ec ep tiv f iel d .   A   s et  o f   ad ap ti v f i lter s   is   d er iv ed   b y   lear n in g   m ec h an i s m   w h ich   e m u late s   th V1   s i m p le  ce lls .   T h ese  f ilter s   ar ap p lied   at  ev er y   p o s itio n   o f   t h i n p u i m a g to   g et  li n f ea t u r e   re p r esen tatio n .   No n - clas s ical   r ec ep tiv f ield   ( N - C R F)  i n h ib it io n   m ec h an is m   i s   a n   ex a m p le   to   d esi g n   p h y s io lo g icall y   p la u s ib le  co n t o u r   d etec tio n   m o d els  [ 13 16 17 ] .   N - C R m ec h a n i s m   s u p p r ess es   ed g es   w h ich   m ak p ar t o f   t h tex tu r e,   w h ile   it d o es n o t su p p r ess   ed g e s   th a t b elo n g   to   th co n to u r s   o f   o b j ec ts .   Sin ce   HVS  at   f ir s i s o lates  co n to u r   o f   o b j ec ts   f r o m   s ce n i m ag e s   i n   it s   ea r l y   s ta g es   o f   v i s u al  co r te x ,   it  is   ab le  to   d is t in g u is h   t h e   tex t u r ed g e s   a n d   b o u n d ar y   o f   o b j ec ts   in   s ce n i m a g es,  k n o w n   as   th e     co n tr ast  [ 18 19 ] .   Af ter   o b j ec d escr ip tio n ,   it s   r e co g n itio n   ca n   b e   m o d eled   b y   u s i n g   t h e x tr ac ted   f ea t u r es  [ 20 21 ] .   Fo r   th is   p u r p o s e,   i n   ad d itio n   to   s i m p le  ce ll s ,   co m p le x   ce lls   o f   t h co r tex   m u s b e   m o d eled .   T h u s ,   t h m o d els   ar co n s is o f   t w o   k i n d s   o f   la y er s ,   ea ch   o f   w h ic h   e m u lates  th f u n ctio n s   o f   V1   s i m p le  a n d   c o m p le x   ce ll s .   T h u s ,   h ier ar ch ical   m o d els   ar cr ea t ed .   On ca s es   in s p ir ed   b y   th h ier ar ch ical  n at u r o f   p r i m ate  v i s u al  co r tex ,   i s   HM AX  h ier ar ch ical  m o d el  [ 22 ]   ( th n eu r al  n et w o r k   m o d el  f o r   i m a g clas s i f icatio n ) .   T h HM AX  m o d el  ca n   b d escr ib ed   as  f o u r - le v el  ar ch itect u r w it h   f ir s le v el  co n s i s ti n g   o f   m u l ti - s ca le  a n d   m u lti - o r ien tatio n   lo ca l   f ilter s   ( i.e .   Gau s s ia n   d er iv ati v es  o r   Gab o r   f ilter s ) .   T h ese  n etw o r k s   co m b in t h lo w   le v el  r ep r esen tatio n s   i n to   o b j ec t le v el  r ep r esen tatio n s   s u itab le  f o r   r ec o g n itio n   tas k s   [ 20 ] .   Ser r et  al.   [ 5 ]   ex ten d ed   th o r ig in al  H M A m o d el  to   ad d   m u l ti - s ca le  r ep r esen ta tio n s   as  w ell  as   m o r co m p le x   v i s u al  f ea t u r es.   Hu an g   et  al.   [ 3 8 ]   also   im p r o v ed   th HM A m o d el  w it h   co n s tr ain t s ,   d if f er en p o o lin g   s tr ate g y   an d   f ee d b ac k   m ec h a n i s m   to   i m p r o v f ea tu r lear n i n g .   Da v id   et  al.   [ 23 ]   h as  s h o w n   h o HM AX  f ilter s   ca n   o u tp er f o r m   s tate - of - t h e - ar f il ter s   s u c h   as   SIFT   u n d er   v ar io u s   co n tr o lle d   in v ar ia n ce   ta s k s   o n   s y n t h etic  i m a g es.   T h er iau lt  et  al.   [ 22 ]   First,  HM A w as  i m p r o v ed   b y   i n te g r atin g   th lo ca f il ter s   at  t h f ir s t   lev el  i n to   m o r e   co m p le x   f ilter s   at  t h la s le v el,   p r o v id i n g   f lex ib le  d escr ip tio n   o f   o b j ec r eg io n s   a n d   co m b i n i n g   lo ca l   in f o r m atio n   o f   m u ltip le  s ca le s   an d   o r ien tatio n s .   Seco n d ,   m u l ti - r e s o lu tio n   s p atial  p o o lin g   w a s   in tr o d u ce d .   T h is   p o o lin g   en co d es b o th   lo c al  an d   g lo b al  s p atial  in f o r m a ti o n   to   p r o d u ce   d is cr im i n ati v i m ag s i g n at u r es.   I tti  e al.   [ 7 ]   h as  in tr o d u ce d   th h ier ar ch ical  ap p r o ac h   b ased   o n   th r ee   p ar am eter s :   in te n s it y ,   o r ien tatio n   a n d   co lo r s   f o r   i m a g s al ien c y   m ap   d iag n o s is .   T h f in al   m o d el  o b tain ed   b y   co m b in i n g   t h e   o u tp u t   m o d el s   o f   t h ese  f ea tu r e s .   I n   [ 3 4 , 3 5 ]   s alien c y   m ap   ar af f ec ted   b y   t h p r o p er ties   o f   th o b j ec t.  P o u r asad   [ 24 ]   p r o p o s ed   Mo d if ied   HM AX  m o d el  b ased   o n   co m b i n e d   w it h   th e   v i s u al  f ea t u r ed   m o d el   f o r   HM AX   ( h en ce f o r th   r e f er r ed   to   as  MH MA X)   b y   ca lc u lat in g   o p ti m u m   p atc h es  b a s ed   o n   t h eir   in f o r m atio n .   G h o d r ati  et   al.   [ 25 ]   f o u n d   t h b etter   p atch es f o r   HM A b y   u s i n g   g e n eti alg o r ith m   ( h e n ce f o r th   r ef er r ed   to   as GM A X) .       2.   RE VI E O F   B ACK G RO U ND  WO RK S   I n   th i s   s ec tio n   w i n tr o d u ce   b r ief   r ev ie w   o f   HM A m o d el s .   T h o r ig in al  HM AX  m o d el  is   in s p ir i n g   t h h ier ar ch ical  th eo r y   o f   v is u al  p r o ce s s i n g .   I ts   ar ch itect u r is   d er iv ed   f r o m   t h e   w ell - k n o w n   m o d el  in tr o d u ce d   b y   H u b el  &   W i esel  [ 3 , 1 8 s ab o u r i4 ] .   HM A X   m o d els  th v e n tr al  v is u al  p ath w a y   f r o m   f ir s t   p r o ce s s in g   p ar i n   t h v i s u al  c o r tex   ( V1 )   to   h ig h er   lev el s   o f   v is u al  co r tex   ( e.   g .   I T   an d   P F C A ) .   Sch e m atic  o f   th HM A m o d el  is   s h o w n   i n   Fig u r e   1 .   A s   s h o w n T h b asic  ar ch itect u r o f   th HM AX  m o d el  h as  f o u r   m o d u les  ca l led     an d   .   T h s elec tiv it y   a n d   in v ar ian ce   i n cr e ase  as  th la y er s   p r o g r es s   alo n g   t h h ier ar ch ical   s tr u ct u r o f   m o d el.   T h ese   la y er s   i m itate  th e   b eh a v io r   o f   ce l ls   f r o m   V1   to   I T   co r tex .   As  t h m ai n   p r o b le m   o f   HM AX  is   r an d o m   p atch   ex tr ac tio n   an d   in   th i s   p ap er   w s o lv it,  it  is   co n s id er ed   as  s ep ar ate  m o d u le.   P atch es a r ex tr ac ted   in   tr ain i n g   s tep   a n d   u s ed   i n   tes tin g   s te p .   I n   th e   f o llo w i n g ,   w e x p lai n   t h ese  m o d u le s .   L et   th n u m b er   o f   tr ai n i n g   i m a g b d en o ted   b y   Ntr ,   f o r   ea ch   m o d u le  w e   w ill  d is c u s s   ab o u t   in p u an d   o u tp u o f   m o d u le.                             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O b ject  R ec o g n itio n   I n s p ir in g   HV S   ( Mo h a mma d esma eil  A kb a r p o u r )   785       Fig u r 1 .   Sch e m atic  o f   t h H MA m o d el       2 . 1 .   S1   M o du le   T h f ir s la y er   o f   th HM A m o d el  ca lled 1 S ,   r ec eiv es  i m ag e s   as  its   in p u t.  Af ter w ar d ,   th ese  i m a g es   ar u s ed   to   s et  o f   ed g e   d etec to r   f ilter s   to   d etec t h eir   ed g es.  T h ese  f i lter s   ar b u ilt  b ased   o n   t h Gab o r   f u n ctio n .   T h ese  Gab o r   f ilter   f o r m u la  i s   m e n tio n ed   as E q u atio n   1   an d   E q u atio n   2:                 (       )        (                       )        (           )             ( 1 )                                                                     ( 2 )     W h er th p ar a m eter s   γ ,   σ ,   θ,   an d   λ   ar asp ec r atio ,   ef f ec t iv w id t h ,   o r ien tatio n   a n d   t h e   w a v ele n g t h   o f   th e   Gab o r   f ilter ,   r esp ec tiv el y .   T h e   o u tp u t o f   t h is   m o d u le  o b tain e d   b y   co n v o lv i n g   th i n p u t i m a g eb y   Gab o r   f ilter s .   T h is   la y er   p ar a m eter s   ( Gab o r   f ilter   p ar a m eter s )   ar s h o w n   i n   T ab le  1 .   A s   s h o w n   i n   T ab le  1 ,   Gab o r   f ilter   p ar a m eter s   ar i n   1 6   r o w s .   I m p o r tan n o te  i s   t h ese  p ar a m eter   ar f o r   ea ch   o r ie n tatio n   ( θ= {0 ˚ , 4 5 ˚ , 9 0 ˚ , 1 3 5 ˚ } ) .   Fo r   a n   in p u i m a g e,   6 4   im a g es  a r p r o d u ce d   s u ch   th at  ed g es   ar ex tr ac ted   w it h   d if f er e n t size s   an d   o r ien tat io n s .   Gab o r   f ilter s   m e n tio n ed   in   T ab le  1   ( f o r   1 6   s izes a n d   4   o r i en tatio n s )   ar s h o w n   in   Fi g u r e   2 .         T ab le  1 .   S1   an d   C 1   P ar am eter s   f o r   ea ch   o r ien tatio n   ( θ)         mo d u l e         mo d u l e   G a b o r   F i l t e r   p a r a me t e r   M A X   p a r a me t e r   O   F i l t e r   si z e                                     9       2 . 8   3 . 6   3 . 5   4 . 6           4   B a n d - 1             13        4 . 5   5 . 4   5 . 6   6 . 8             5   B a n d - 2             17        6 . 3   7 . 3   7 . 9   9 . 1             6   B a n d - 3             21        8 . 2   9 . 2   1 0 . 3   1 1 . 5             7   B a n d - 4             25        1 0 . 2   1 1 . 3   1 2 . 7   1 4 . 1             8   B a n d - 5             29        1 2 . 3   1 3 . 4   1 5 . 4   1 6 . 8             9   B a n d - 6             33        1 4 . 6   1 5 . 8   1 8 . 2   1 9 . 7             10   B a n d - 7             37        1 7 . 0   1 8 . 2   2 1 . 2   2 2 . 8             11   B a n d - 8   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   2 No v e m b er   2 0 1 8   :   7 8 3     7 9 3   786   No te  th at  th s ize  o f   o u tp u a n d   in p u ar eq u al  in   th is   la y er .   A s   S1   m o d u le  p r o d u ce s   6 4   o u tp u t s ,   th e   in p u t s   o f   t h is   m o d u le  ar Ntr   t r ain in g   i m a g es a n d   t h o u tp u ts   ar 6 4 Ntr   im ag e s   ( S1 l,θ ) .           Fig u r 2 .   6 4   Gab o r   f ilter s   ( 1 6   s ca les [ 7 ×7   to   3 7 × 3 7 ]   b y   4   o r ien tatio n s   [ 0 ˚ ,   4 5 ˚ ,   9 0 ˚ ,   1 3 5 ˚ ] )   [ 1 8 ]       2 . 2 .   C1   M o du le:     T h is   m o d u le  i s   t h s ec o n d   la y er   in   HM A m o d el  w h ic h   e m u lates   th e   co m p le x   ce l ls   ac t iv it y   i n   th e   co r tex .   T h is   la y er   p ar a m e ter   is   s h o w n   i n   T ab le  1 .   A s   s h o w n   B an d - 7   co n tai n s   s ca les   1 3 , 1 4   w h ic h   ar p r o d u ce d   b y   Gab o r   f ilter s   w it h   s ize s   3 1 ×3 1   an d   3 3 ×3 3 .   L et  t w o   co n s ec u ti v s ca les  b d en o ted   b y   S1 l,θ   an d   S1 l+1 , θ.   T h ese  i m ag e s   ar s eg m e n ted   i n to   b lo ck s   w it h   Ns× Ns s ize.   O u tp u t o f   th i s   la y er   i s   ca lcu la te d   as a s   E q u atio n   3:               (       )    ax {           (       )                 (       ) }             ( 3 )                                                    w h er b   is   b an d ,   θ   is   o r ien tatio n ,   an d   ar th n u m b er   o f   s ca les.  T h is   p r o ce s s   is   f o r   all  o r ien tatio n s   a n d   all  b an d s   in d ep en d en tl y ,   s o   3 2   m atr ices  w ith   L   s ize,   w ill p r o d u ce   f o r   an y   i n p u t i m a g ( o f   s ize  L ) .     2 . 3 .   RP E   M o du le:     T h is   m o d u le   is   j u s f o r   tr ain i n g   s tep ,   th i s   m o d u le  e x tr ac ts   p atch es   f r o m   ea ch   o f   th 3 2   o u tp u i m a g e s   ( C 1 b , θ)   p r o d u ce d   b y   C 1   m o d u le.   Fo r   C 1 b , θ  f r o m   i - t h   tr ai n in g   i m a g ( i=1 , …, Ntr ) ,   p atch es  w i th   f o u r   s ize s   ( 4 h ×4 h h =1 , 2 , 3 , 4 )   a r ex tr ac ted .   Fo r   ea ch   s ize,   m   p atch e s   ar ec tr ac ed .   Hen ce   f o r   C 1 b , θ   f r o m   i - th   tr ai n in g   i m a g e,   4 m   p atc h es  w i ll b ex r ac ted .   L et  t h is   e x tr ac ted   p atch es b d en o ted   b y   P i,b , θ, h , n ,   wh er i is  th n u m b er   o f   tr ain i n g   i m a g e,   b   is   t h n u m b er   o f   th b a n d ,   θ  is   o r ien tat io n ,   h   is   th p atc h   s ize  d e f in er   an d   n   is   th n u m b er   o f   p atch .   T h ese  p atch es  w ill  b s et  as  p atch s .   T h in p u ts   o f   th i s   m o d u le  ar C 1 b , θ  f r o m   C 1   w h ic h   f o r   ea ch   b an d   an d   o r ien tatio n   t h n u m b er   o f   th e m   ar Ntr ,   h e n ce   4 m Ntr   p atch s   f o r   ea ch   b a n d   an d   o r ien tatio n   w ill  b p r o d u ce d   in   to tal.       2 . 4 .   S2   M o du le:     T h in p u t s   o f   t h i s   m o d u le  ar tak en   f r o m   C 1   a n d   R P E   m o d u les.  T h is   m o d u le  ca lc u late s   t h te m p late   m atc h in g   b et w ee n   C 1 b , θ  f r o m   i - t h   ( i=1 , …, Ntr )   tr ain in g   i m a g an d   al p atch s   i n   b an d   b   an d   o r ien tatio n   θ.   As   m en tio n ed   in   R P E ,   th n u m b e r   o f   p atch s   in   b an d   b   an d   o r ien tatio n   θ  ar 4 m Ntr .   Hen ce   4 m Ntr   m atr ice s   w ill   b p r o d u ce d   f o r   ea ch   b an d   an d   o r ien tatio n   an d   3 2 ×4 m Ntr = 1 2 8 m Ntr   m a tr ices  f o r   i - th   tr ai n in g   i m a g e.   Fo r   all  tr ain i n g   i m a g e,   S2   o u tp u i s   ce ll  w i th   Ntr ×1 2 8 m Ntr   m atr ic es.  I n   th i s   m o d u le,   ea ch   p atch   P i,b , θ, h , n   is   s lid ed   acr o s s   an   i n ter m ed iate   o u tp u m atr i x   C 1 b , θ,   an d   th e   te m p lat m atc h i n g   i s   ca lc u lated   i n   a   Gau s s ia n - l ik e   w a y   o n   th E u clid ea n   d is tan ce   b et w ee n   t h lo ca C 1 b , θ  b lo ck   an d   P i,b , θ, h , n .   A s s u m t h at  t h s ize  o f   t h p atch   P i,b , θ, h , n   is   W ×W .   L et  th W ×W   b lo ck   f r o m   et h   C 1 b , θ,   s tar tin g   at  co o r d in ate  ( p , q )   b e   d en o ted   b y   X.   T h o u tp u t S2 i,b , θ, h , n   i s   th e n   ca lc u lated   as E q u atio n   4:                           (       )        (                                 )           ( 4 )                                                                     W h er is   th n u m b er   o f   tr ain i n g   i m a g ( i=1 , …, Ntr )   th p ar am eter   (   >0 )   d ef in es  t h s h ar p n es s   o f   th e   ex p o n en t ial  f u n ctio n   a n d       is   a n   E u clid ia n   n o r m .     2 . 5 .   C2   M o du le:     T h in p u t s   o f   t h is   m o d u le  ar e   S2   o u tp u t   m atr ices   ( S2 i,b , θ, h , n ) .   I n   th is   m o d u le,   to   f i n d   b est   m atc h i n g ,   th m a x i m u m   o f   t h ese  m atr ice s   ar co m p u ted   as E q u atio n   5.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O b ject  R ec o g n itio n   I n s p ir in g   HV S   ( Mo h a mma d esma eil  A kb a r p o u r )   787                                {                       (       ) }               ( 5 )                                            HM AX  in   te s ti n g   s tep :   T h HM A test i n g   m o d el  i s   v er y   s i m ilar   to   t h tr ain i n g   m o d el  ex ce p th at,   T h test in g   m o d el  d o e n o h a v R an d o m   P atch   E x tr a ctio n   ( R P E )   m o d u le.   As  te s ti n g   m o d el  d o es  n o h av R P E   m o d u le,   S2   m o d u le   in   te s ti n g   m o d el  u s es   th e   s to r ed   p atch   ex tr ac ted   i n   tr ai n i n g   m o d el.   I n   S2   m o d u le,   t h te m p late  m atc h in g   i s   ca lcu lated   i n   Gau s s ia n - li k e   w a y   o n   t h E u clid ea n   d is ta n ce   b et w ee n   t h C 1 b , θ  f r o m   test i n g   i m ag e s   a n d   s to r ed   p atch es  in   tr ain i n g   m o d el  ( P i, b , θ, h , n ) .   Hen ce   in   th e   s a m w a y ,   S2   h a s   1 2 8 m Ntr   m atr ices  f o r   ea ch   test i n g   i m a g e.   L et  t h to tal  n u m b er   o f   test in g   i m a g e s   b d en o ted   b y   Nte s t.  T h o u tp u o f   S2   m o d u le   w ill   in cl u d is   ce l w i th   Nte s   1 2 8 m Ntr   m atr ices.   C 2   ca lc u lates  t h e   m a x   o f   S2   o u tp u m atr ices.   Hen ce   t h e   test i n g   f ea t u r es  w il b m at r ix   w it h   Ntes t×1 2 8 m Ntr   ele m en ts .   T o tal  task s   o f   HM A m o d el  i s   s h o w n   i n   Fig u r e   3.   Si m p le  l in ea r   cla s s i f ier :   Fo r   i m a g clas s i f icatio n   ap p licati o n ,   th o u tp u i m a g f ea t u r es  m a y   b e   p ass ed   th r o u g h   cla s s i f ier   ( e. g .   SVM)   to   class i f y   an   i m a g e.           Fig u r 3 .   T o tal  task   o f   HM A X   m o d el  [ 5 ]       3.   P RO P O SE T E CH NI Q U E   T h b asic  ar ch itectu r o f   th p r o p o s ed   m o d el  h as  s ix   m o d u les  in   tr ai n in g   s tep   an d   f o u r   m o d u les  i n   test i n g   s tep   ( test i n g   m o d el  i s   lik HM AX  tes tin g   m o d el) .   T h ar ch itectu r i s   b ased   o n   HM AX  m o d el.   W e   in tr o d u ce   t w o   m ai n   co n tr ib u ti o n s   to   HM A m o d el  t h at  i m p r o v th r ec o g n itio n   r ate  o f   H MA m o d el.   First   co n tr ib u tio n   is   eli m i n ati n g   o f   b ac k g r o u n d   to   a v o id   p atch   e x tr ac tio n   f r o m   b ac k g r o u n d   th at  th er i s   n o   ap p r o p r iate  in f o r m a tio n ,   s ec o n d   co n tr ib u t io n   i s   u s i n g   o p ti m u m   p atc h   f o r   HM A m o d el  in s tead   o f   r an d o m   p atch ,   th ir d   co n tr ib u tio n   is   u s in g   1 2   o r ien tatio n s   i n s tead   o f   4   o r ien tatio n s   ( th t h ir d   co n tr ib u tio n   h a v d o n e   b ef o r e) .   T h p r o p o s ed   tr ain in g   s tep   is   d i f f er en a n d   h as  s ix   m o d u les E B ,   S1 ,   C 1 ,   OP E ,   S 2 ,   C 2 .   E B   is   n e w   m o d u le,   OP E   is   in s tead   o f   R P E ,   S1   an d   C 1   a r b ased   o n   H MA m o d el  b u th e y   ar s li g h tl y   d i f f er en t,  f i n all y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   2 No v e m b er   2 0 1 8   :   7 8 3     7 9 3   788   o th er   m o d u le s   ( S2 ,   C 2 )   ar a s   th s a m as  th H M A m o d u le s .   I n   th f o llo w i n g   w ex p lain   o u r   m o d u les   s ep ar atel y :     3 . 1 .   E B :   I n   HM A X   w e x tr ac ted   R an d o m   p atc h es   f r o m   i m a g e,   f ir s s tep   f o r   e x tr ac ti n g   o p ti m u m   p atc h   i s   eli m i n ati n g   b ac k g r o u n d .   W h en   o u r   s y s te m   u s p atch e s   f r o m   b ac k g r o u n d   th er w i ll   b t w o   i m p o r tan t   p r o b lem s :   f ir s w e   w ill   f o r ce   s y s te m   to   d o   ad d itio n al  co m p u t atio n al  w o r k   s ec o n d   w w i ll  d ir ec o u r   s y s te m   to   th w r o n g   r es u lt,  b ec au s o f   o u r   w r o n g   i n f o r m atio n .   A n   e x a m p le  o f   eli m i n ati n g   b ac k g r o u n d   o n   air p lan f r o m   C AL T E C H1 0 1   d ataset  is   s h o w n   i n   Fi g u r e   4 .   I n   t h is   m o d u le   w f ir s t,  el i m in ate   s o m r o w s   o f   p ict u r es  f r o m   u p   an d   d o w n   o f   it,  b ec au s al m o s t h er is   n o   i m ag e   in f o r m a ti o n   in   th e s p lace s   b u t h er is   s o m i n f o r m atio n   lik ex p lai n   ab o u i m a g es  t h at   th e y   ar n o u s e f u l.  T h en   w e   u s eli m in a te  b ac k g r o u n d   alg o r ith m   [ 2 6 ] .   A f ter   u s i n g   eli m i n ate   alg o r it h m   w e   w il e x tr ac f o u r   p o in ts m i n i m u m   r o w ,   m ax i m u m   r o w ,   m i n i m u m   co lu m n   a n d   m ax i m u m   co lu m n .   W ex tr a cted   w i n d o w i n g   i m ag w i th   r o w s   f r o m   m i n i m u m   r o w   to   m ax i m u m   r o w   a n d   co lu m n   f r o m   m in i m u m   co lu m n   to   m a x i m u m   co lu m n .           Fig u r 4 .   C A L T E C 1 0 1   air p lan i m ag a f ter   eli m i n ati n g   b ac h g r o u n d       3 . 2 .   S1 :     I n   th i s   m o d u le  w u s Gab o r   f ilter   w i th   T ab le  1 .   P a r am eter s ,   lik o r ig i n al  HM AX  m o d el.   B u w u s Gab o r   f ilter s   in   1 2   o r ien tatio n   as E q u atio n   6.                     *                +                 ( 6 )     3 . 3 .   C1 :   I n   o r ig in al  HM AX  m o d el  th p atch es  ar ex tr ac ted   f r o m   C 1   m o d u le  ac r o s s   all  f o u r   o r ien tatio n s ,   p atch es  s ize s   ar n ×n   ( n =4 , 8 , 1 2 , 1 6 ) .   I n   o u r   m o d el  w e x tr a cted   p atch es  w ith   o n s ize  f o r   ev er y   b an d .   As  w ex p lain   b e f o r e,   w g et  m a x   w i th   w i n d o w s   f r o m   T ab le   1 .   So   t h o u tp u o f   C 1   m o d u le  is   d if f er en t,  f o r   ex a m p le   th s ize  o f   o u tp u o f   C 1   m o d u le  f o r   i m ag e   w it h   s ize  o f   1 4 0 ×1 4 0   is   f r o m   3 0 ×3 0   to   1 0 ×1 0 .   T h is   s h o u ld   b m en tio n ed   t h at   i f   a f ter   eli m i n atin g   b ac k g r o u n d ,   i f   t h s ize  o f   o u tp u i s   s m all  w s h o u ld   r esize  i t   to   p r ep ar s ize  ( i.e ,   1 4 0 × 1 4 0 ) .     3 . 4 .   O P E :   I n   HM A m o d el  p atch e s   ar ex tr ac ted   r an d o m l y .   I n   o u r   m o d el,   f ir s b ac k g r o u n d s   ar eli m i n ated ,   th en   a m o n g   t h i m ag t h o p tim u m   p atc h es a r ex tr ac ted .   W ex tr ac ted   o p tim u m   in   t w o   s tep s :   Step 1 :     As  HV is   s e n s it iv e   t o   ed g es   an d   li n es,  s o   it  s ee m s   t h at  o p ti m u m   p atc h es   s h o u ld   b i n v o lv m o r e   ed g es  an d   li n es.  He n ce   f o r   o u r   m o d el,   p atch es  w i th   m o r ed g es  an d   li n es  ar ex tr ac ted   i n s tead   o f   t h d en s e   in p u t s   a n d   b li n d   p atch   s elec ti o n   i n   HM AX  m o d el.   A s   s ee n   i n   t h Alg o r it h m 1 ,   ch o o s i n g   o p ti m u m   p atc h   i s   b ased   o n   ch o o s in g   m m   r an d o m   p atch   a n d   ar r an g t h e m   b a s ed   o n   v ar ian ce .   Su p p o s t h n u m b er   o f   o p ti m u m   p atch   is   m   a n d   in   th i s   alg o r it h m   w f i n d   less   o p ti m u m   p at ch   th a n   m .   So   it  is   t h p r o b le m   o f   th is   al g o r ith m .   Fo r   s o lv i n g   t h i s   p r o b lem ,   f ir s t   w s elec m   r an d o m   p atc h es  an d   s av th eir   v al u as  a n   ar r ay .   W ar r an g t h e m   ac co r d in g   to   th eir   v ar ia n ce   f r o m   w o r s to   b est.  W r ep ea p atch   s elec tio n   i n   r an d o m   m o d f o r   m m   ti m es.  I f   v ar ian ce   o f   n e w   p atc h   i s   m o r th a n   t h v ar ian ce   o f   th e   b est  r a n d o m   it  w ill  b o n s tep   f o r   th i s   al g o r ith m .   W e   w il s h i f all  p atch e s   an d   r ep lace   th b est  p atch   w i th   n e w   p at ch .   I n   t h is   s tep   w w ill  e x tr ac t   p atch es  w it h   m o r e   in f o r m atio n   ( w i th   m o r lin e s   an d   ed g es).       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O b ject  R ec o g n itio n   I n s p ir in g   HV S   ( Mo h a mma d esma eil  A kb a r p o u r )   789   Alg o rit h m   1   ch o o s i n g   o p ti m u m   p atch   1)   E xtra ct  r a n d o p a tch es  ( like  HMAX ) ,   a r r a n g th em  fr o w o r s to   b est  a n d   s a ve   th e a s   b est p a tch es.   2)   R ep ea t ra n d o p a tch   ex tr a ctio n   fo r   mm  times,  I f v a r ( n ew p a tch ) >va r ( o ld   p a tch )   th en :   ( I )     s h ift a ll sa ve d   p a tch es fr o b est to   w o r s t.   ( I I )   r ep la ce   th b est p a tch   w ith   n ew p a tch .   W s u r th a t th ere  w ill b b est p a tch es in   ( m+mm )   iter a ti o n s .   3)   Th ese  p a tch es  a r in p u o f(         )   a cc o r d in g   to   E q u a tio n   8 .   a n d   w w ill  fin d   th min imu o th is   fu n ctio n .   Th en             w ill b th b est p a tch es.     Step 2 :     I n   th i s   s tep   w w ill e x tr ac t p at ch es  w i th   th b es t p er f o r m a n c e,   a m o n g   t h p atch e s   t h at  w er ex tr ac ted   in   s tep 1 .   HVS  i n   clas s i f icatio n   f in d s   p atch e s   t h at  ar t h s a m in   o n ca te g o r y   a n d   h a s   m o s t   d if f er en ce   w it h   o th er   ca te g o r y .   So   w w il ex tr ac p atch e s   th at  h av e   m o s s i m ila r it y   w it h   o th er   p atch es  i n   th s a m e   ca teg o r y   a n d   in   o th er   h a n d   h av t h m o s d i f f er en ce   w i th   p atch es  i n   o t h er   ca teg o r ies.  F o r   d o in g   t h is   w it h   d ef in a   f o r m u la   li k E q u atio n   8 .   W ith   th b es p atch e s   t h is   f o r m u la  w i ll  b m i n i m u m .   So   in   s i m u la tio n   i f   w e   f i n d   m i n i m u m   o f   t h is   f o r m u l a,   th p atch e s   w ill  b t h b es p atch es  t h at  h av th m a x i m u m   s i m ilar it y   w it h   o th er   p atch es   i n   t h s a m e   ca t eg o r y   a n d   h a v m o s d if f er e n ce   w ith   o th er   p atc h es   in   o th er   ca teg o r ies.  W u s e   eq u atio n   f o r   ea c h   b a n d   an d   o r ien tatio n   s ep ar atel y .   W s h o th e   clas s   n u m b er   o f   p atc h   w i t h   i   an d   th e   j   is   th e   n u m b er   o f   tr ain in g   i m ag t h at  p atch   is   ex tr ac ted   ( P i, j ) .   T h en   th f u n ctio n   d e f in itio n   i s   as E q u atio n   7       (         )                                                                                                                       ( 7 )                           (        )         (        )          W h er C in   t h n u m b er   o f   c lass   an d   T is   th n u m b er   o f   T r ain in g   i m ag i n   ea ch   cla s s .   T h to tal  n u m b er   o f   p air   p atc h es  in   ea c h   cla s s   ar T N( T N - 1 ) ,   s o   f o r   C cla s s   w w ill   h a v T N( T N - 1 ) ×CN p air   p atc h es   in   s a m ca te g o r y .   I n   t h s a m w a y   w w ill  h av C N( C N - 1 ) ×T p air   p atch es  in   d i f f er en ca teg o r y .   I is   i m p o r tan th a v al u o f   p air s   b eq u al  s o   w m u ltip le  t h r esu lt  w it h   s ec o n d   ter m .   T h is   m o d u le  ac tiv it y   i s   ex p lain ed   i n   Alg o r it h m   1 .   A s   ex p lain ed   b ef o r e,   in   HM A X   m o d el  p atch es  ar ex tr ac ted   r an d o m l y   i n   R P E   m o d u le,   w h ic h   m a y   n o b o p ti m al.   T h ex t r ac ted   p atch es   b y   t h HM A m o d el  ar f r o m   r a n d o m   p o s itio n .   So ,   th ese   p atch e s   m a y   co m e   f r o m   b ac k g r o u n d   o r   o t h er   ir r el ev an t   o b j ec ts   r ath er   t h an   t h t ar g et  o b j ec t.  I n   th e   o th er   h an d   th e y   m a y   co m f r o m   tar g et  o b j ec b u all  th p ix els  ar th s a m e,   s o   th er is   n o   in f o r m atio n   in   it.   T h C 2   f ea t u r es   th at   ar o b tain ed   f r o m   t h ese   p atch es   ar n o t   v er y   u s e f u l   f o r   r ec o g n izi n g   tar g et  o b j ec t.  T h e y   m a y   also   m a k t h e   f ea t u r s p ac m o r co m p le x   f o r   clas s i f i ca tio n   [ 2 2 ] .   T h p r o p o s ed   m o d u le  ( OP E )   s elec t s   p atch es  w it h   m o r i n f o r m ati o n   b y   e m p lo y in g   o p ti m u m   p atch   s elec tio n   m et h o d   w h ic h   is   e x p lain ed   i n   alg o r ith m   1 .   As  r es u lt,  le s s   p atch es  i n   tr ai n i n g   s tep   i n   o u r   m o d el  h a v t h s a m r e s u l t   in   tr ai n i n g   s tep   i n   HM AX  m o d el  th a t is  g o o d   f o r   s y s te m   s p ee d .     3 . 5 .   S2   a nd   C2 :   T w o   m o d u les S2   an d   C 2   ar a s   th s a m as o r ig in al  H M A m o d el  a n d   w h a v ex p lai n ed   it b ef o r e.       4.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   W h av e   test ed   o u r   m o d el  o n   th C alT ec h 5   an d   C alT ec h 1 0 1   d ataset  o f   i m a g es.  W h a v e   co m p ar ed   th p r o p o s ed   m o d el  ( DP HM A X)   w it h   SIFT   [ ?] ,   HM A [ ? ] ,   GM A [ ]   an d   MH M A m o d el s .   Ou r   r esu lt s   s h o w   th at  t h er ar s ig n if ica n i m p r o v e m e n ts   to   class i f ic atio n   in   o u r   m o d el.   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   i m p le m en ted   w it h   M A T L A B .     4 . 1 .   I m a g Da t a s et s   T o   ev alu ate  o u r   m o d el  o n   cla s s if ica tio n   ta s k s ,   w u s C alT ec h 5 ,   C altec h 1 0 1   an d   GR A Z - 0 1   d atasets .   C alT ec h 5 T h is   d ataset  [ 26 ]   c o n tain s   f i v c las s es  o f   o b j ec ts th f r o n ta l - f ac e,   m o to r c y c le,   r ea r - ca r ,   air p lan an d   leaf .   T h s a m p le  i m a g es  o f   ea ch   ca te g o r y   is   s h o w n   i n   Fig u r 5 .   C alT ec h 1 0 1 T h is   d ataset  [ 27 ]   co n tain s   1 0 1   class es  o f   o b j ec ts   s u c h   as b o at,   ca r - s id e,   b ik e,   air p lan e ,   etc.   T h s a m p le  i m a g e s   ar s h o w n   in   Fi g u r 6 .   GR AZ - 0 1 T h i s   d ataset  [ 28 ]   co n tain s   m a n y   d i f f er en o b j ec lik e:   b ik e s ,   p eo p le,   p lan t,  b u ild in g ,   s h o es,  etc.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   2 No v e m b er   2 0 1 8   :   7 8 3     7 9 3   790   p eo p le  an d   b ik co n s id er ed   as   p o s itiv i m a g es  a n d   o th er   i m ag e s   ar as  b ac k g r o u n d .   T h s a m p le  i m a g es  ar e   s h o w n   in   F ig u r 7 .           Fig u r 5 .   Sa m p le  i m ag e s   f r o m   C altec h 5   d atab ase.   Fro m   le f t t o   r ig h t:  m o to r b ik e,   le af   a n d   b ac k g r o u n d           Fig u r 6 .   Sa m p le  i m ag e s   f r o m   C altec h 1 0 1 .   Fro m   lef t to   r ig h t : a i r p lan e,   ca r - s id an d   b ac k g r o u n d           Fig u r 7 .   Sa m p le  i m ag e s   f r o m   GR AZ - 0 1 .   Fro m   le f t to   r ig h t,  th clas s es a r b ik es,  p eo p le  an d   b ac k g r o u n d s       4 . 2 .   P er f o r m a nce  M ea s ures   Af ter   clas s i f icatio n ,   th i m a g e s   ca teg o r ize  i n   4   g r o u p T r u P o s itiv ( T P)  is   co r r ec class if ica tio n   o f   p o s itiv ( o b j ec t) ,   T r u Neg ativ e   ( T N)   is   co r r ec class i f icatio n   o f   a   n e g ati v ( b ac k g r o u n d ) ,   Fals e   P o s itiv ( FP )   is   an   i n co r r ec o b j ec class if icatio n   a n d   Fa ls Neg a tiv ( FN)   is   a n   i n c o r r ec b ac k g r o u n d   class i f icatio n .   W ch o s th e v alu a tio n   m etr ics o f   class if ica t io n   r ate  d ef in ed   as E q u at io n   8 :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       O b ject  R ec o g n itio n   I n s p ir in g   HV S   ( Mo h a mma d esma eil  A kb a r p o u r )   791                                             (     )                                         ( 8 )     4 . 3 .   Cla s s if ica t io n r esu lt s   W r an d o m l y   c h o s 1 0 ,   2 0 ,   3 0 ,   4 0   an d   5 0   im a g es  f r o m   e ac h   ca teg o r y   o f   th d ataset s   as  tr ain i n g   i m a g es ,   o th er   i m a g es  ar co n s id er ed   as  test in g   i m a g es.  f o r   C altec h 5   an d   C altec h 1 0 1   d a tasets ,   o b j ec ts   ar e   p o s itiv i m ag e s   a n d   b ac k g r o u n d   is   n eg ati v i m a g es.  f o r   GR A - 0 1   d ataset,   p eo p le  an d   b ik ar p o s itiv i m ag e s   an d   o th er   i m a g es   ar n eg at iv i m a g es   ( w m a k n e g ati v i m a g es   f r o m   co m b in i n g   o t h er   ca te g o r ies).   A ll   r esu lt s   r ep o r ted   w er g e n er ate d   w it h   1 0   r an d o m   s p lit s .   T h r esu lt s   ar s h o w n   i n   Fi g u r 8 .   A s   s h o w n ,   ex ce p in   ca r - s id f r o m   C al tech 1 0 1 ,   th e   p r o p o s ed   m et h o d   p r o v id es  s ig n i f ica n p er f o r m an ce   i m p r o v e m en t   o v er   o th er   m et h o d s .               Fig u r 8 ( a) .   C lass i f icatio n   ac cu r ac y   f o r   ea ch   class :   C altec h 5   d ataset  class i f icat io n   ac cu r ac y   ( m o to r   an d   f ac e)         Fig u r 8 ( b ) .   C lass if icatio n   ac c u r ac y   f o r   ea ch   class C altec h 1 0 1   d ataset  class if ica tio n   ac c u r ac y   ( ca r - s id an d   air p lan e)     60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 40 50 C l a ssi f i c a t i o n   a c c u r a c y   N u mb e r   o f   t r a i n   Mo to r   SI FT H M AX M H M A X G M AX D PHM AX 60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 40 50 C l a ssi f i c a t i o n   a c c u r a c y   N u mb e r   o f   t r a i n   Face s   SI FT H M AX M H M AX G M AX D PHM A X 60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 40 50 C l a ssi f i c a t i o n   a c c u r a c y   N u mb e r   o f   t r a i n   C ar _ s id e   SI FT H M AX M H M AX G M AX D PHM A X 60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 40 50 C l a ssi f i c a t i o n   a c c u r a c y   N u mb e r   o f   t r a i n   A ir p lan e   SI FT H M AX M H M AX G M AX D PHM A X Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  12 ,   No .   2 No v e m b er   2 0 1 8   :   7 8 3     7 9 3   7 92         F ig u r 8 ( c) .   C lass i f icatio n   ac cu r ac y   f o r   ea ch   class GR AZ - 0 1   d ataset  class i f icatio n   ac c u r a c y   ( p eo p le  an d   b ik e)       5 .           CO NCLUS I O N   I n   t h is   p ap er   n e w   f r a m e w o r k   f o r   r o b u s o b j ec t   r ec o g n itio n   b ased   o n   p r ev io u s   h ier ar c h ica m o d el  is   p r o p o s ed .   A   n o v el  De s ir ab le  P atch   ex tr ac tio n   m e th o d   f o r   HM A h ier ar ch ical  m o d el  ( OP HM A X)   is   p r o p o s ed .   Fo r   th is   p u r p o s e,   f ir s w eli m in a te  th b ac k g r o u n d ,   th en   w ex tr ac ted   th b est p atch es t h at  t h e y   ar e   th s a m e   in   t h s a m ca te g o r y   an d   t h e y   ar m o r d i f f er e n t i n   th d i f f er en t   ca teg o r y .   T h is   i m p r o v e m e n is   o n l y   in   tr ai n i n g   s tag e   s o   it   d o   n o t   n ee d   m o r ti m i n   r ec o g n itio n   s tag e.   Op ti m u m   p atc h es   ar e   th e   b est  p atc h es   to   r ep r esen d is cr i m i n ati v an d   i n v ar ia n f ea tu r es.  T h e y   s o l v th m ai n   li m itat io n   in   t h H  A d en s in p u ts   an d   b lin d   f ea t u r s elec tio n .   E x p er i m e n ts   b ased   o n   th r ee   d if f er en k in d s   o f   d atasets   h a v e   d em o n s tr ated   th a t   th DP HM A p er f o r m s   m u c h   b etter   th a n   t h o th er   m et h o d s   in   v ar io u s   v is u al  r ec o g n itio n   t ask s .       RE F E R E NC E   [1 ]   H.  Yin ,   G .   Ly u ,   X .   L u o ,   a n d   C.   L i,   " s e g m e n tatio n - b a se d   a d a p ti v e   i m a g e   e n h a n c e m e n m e th o d   i n sp ired   b y   th e   se lf - a d ju st  f e a tu re o f   HV S , "   In ter n a ti o n a J o u rn a o M a c h in e   L e a rn in g   a n d   Cy b e rn e ti c s,   v o l.   8 ,   p p .   1 8 9 5 - 1 9 0 5 ,   2 0 1 7 .   [2 ]   R.   Ku m a r,   S .   Ch a n d ,   a n d   S .   S in g h ,   " A n   I m p ro v e d   Histo g ra m - S h if ti n g - I m it a ted   re v e rsib le  d a ta  h i d in g   b a se d   o n   HV S   c h a ra c teristics , "   M u lt ime d ia   T o o ls  a n d   Ap p li c a t io n s,  p p .   1 - 1 3 ,   2 0 1 7 .   [3 ]   S .   S h a f e e   a n d   B.   Ra jae i,   " A   se c u re   ste g a n o g ra p h y   a lg o rit h m   u sin g   c o m p re ss iv e   se n sin g   b a s e d   o n   HV S   f e a tu re , "   in   Eme rg in g   S e c u rity T e c h n o l o g ies   ( ES T ),   2 0 1 7   S e v e n t h   I n ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n ,   2 0 1 7 ,   p p .   7 4 - 7 8 .   [4 ]   V .   Ra d h ik a ,   K.  V e e ra sw a m y ,   a n d   S .   S .   K u m a r,   " Di g it a Im a g e   F u sio n   Us in g   HV S   i n   Blo c k   Ba se d   T ra n sf o r m s,"   J o u rn a o S i g n a Pro c e ss in g   S y ste ms ,   p p .   1 - 1 1 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   T .   S e rre ,   L .   W o lf ,   S .   Bil e sc h i,   M .   Ries e n h u b e r,   a n d   T .   P o g g io ,   " Ro b u st  o b jec re c o g n it i o n   w it h   c o rtex - li k e   m e c h a n is m s,"   IEE tra n sa c ti o n o n   p a t ter n   a n a lys is  a n d   ma c h in e   i n telli g e n c e ,   v o l.   2 9 ,   2 0 0 7 .   [6 ]   M .   M is h k in   a n d   L .   G .   Un g e rle id e r,   " Co n tr ib u ti o n   o f   striate   in p u ts  t o   t h e   v isu o sp a ti a f u n c ti o n o f   p a rieto - p re o c c ip it a c o r tex   in   m o n k e y s,"   Beh a v io u ra b ra i n   re se a rc h ,   v o l .   6 ,   p p .   5 7 - 7 7 ,   1 9 8 2 .   [7 ]   L .   Itt a n d   C.   Ko c h ,   " A   sa li e n c y - b a se d   se a rc h   m e c h a n is m   f o o v e rt  a n d   c o v e rt  sh if ts  o f   v isu a a tt e n ti o n , "   Vi sio n   re se a rc h ,   v o l.   4 0 ,   p p .   1 4 8 9 - 1 5 0 6 ,   2 0 0 0 .   [8 ]   W .   Zh a n g ,   Q.  J.  W u ,   G .   Wan g ,   a n d   H.  Yi n ,   " A n   a d a p ti v e   c o m p u tatio n a m o d e f o sa li e n o b jec d e t e c ti o n , "   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   M u lt ime d i a ,   v o l.   1 2 ,   p p .   3 0 0 - 3 1 6 ,   2 0 1 0 .   [9 ]   D.  W ies e a n d   T .   Hu b e l,   " Re c e p ti v e   f ield o sin g le  n e u ro n e in   th e   c a t’s  striate   c o rtex , "   J .   Ph y sio l,   v o l.   1 4 8 ,   p .   2 ,   1 9 5 9 .   [1 0 ]   B.   A .   Olsh a u se n ,   " E m e rg e n c e   o f   si m p le - c e ll   re c e p ti v e   f ield   p ro p e rti e b y   lea rn in g   a   sp a rse   c o d e   f o n a tu ra im a g e s, "   Na tu re ,   v o l.   3 8 1 ,   p p .   6 0 7 - 6 0 9 ,   1 9 9 6 .   [1 1 ]   F .   J.  H u a n g ,   Y. - L .   B o u re a u ,   a n d   Y .   L e Cu n ,   " Un su p e rv ise d   l e a rn in g   o f   in v a rian f e a tu re   h ie ra rc h ies   w it h   a p p li c a ti o n to   o b jec re c o g n it io n , "   in   Co mp u ter   Vi sio n   a n d   Pa tt e rn   Rec o g n it i o n ,   2 0 0 7 .   CV PR '0 7 .   IEE E   Co n fer e n c e   o n ,   2 0 0 7 ,   p p .   1 - 8.   [1 2 ]   M .   Ries e n h u b e a n d   T .   P o g g io ,   " Hie ra rc h ica m o d e ls  o f   o b jec re c o g n it io n   i n   c o rtex , "   Na tu re   n e u ro sc ien c e ,   v o l 2 ,   p p .   1 0 1 9 - 1 0 2 5 ,   1 9 9 9 .   [1 3 ]   J.  C.   Be z d e k ,   R.   Ch a n d ra se k h a r,   a n d   Y.  A tt ik o u z e l,   " A   g e o m e tri c   a p p ro a c h   t o   e d g e   d e tec ti o n , "   IEE T ra n s a c ti o n s   o n   F u zz y   S y ste ms ,   v o l.   6 ,   p p .   5 2 - 7 5 ,   1 9 9 8 .   60 65 70 75 80 85 90 10 20 30 40 50 Cl assific at i o n   ac cu r ac y   N u mb e r   o f   t r a i n   p eo p le   SI FT H M AX M H M AX G M AX D PHM A X 60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 40 50 C l a ssi f i c a t i o n   a c c u r a c y   N u mb e r   o f   t r a i n   B ik e   SI FT H M AX M H M AX G M AX D PHM A X Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.