Aprendizado não supervisionado de métricas utilizando geometria diferencial e o algoritmo ISOMAP no agrupamento de dados

dc.contributor.advisor1Levada, Alexandre Luis Magalhães
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3341441596395463
dc.contributor.authorChavari, Gustavo Henrique
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5052034456499123
dc.date.accessioned2025-02-17T17:50:43Z
dc.date.issued2024-11-27
dc.description.abstractUnsupervised metric learning consists of constructing adaptive distance functions without knowledge of class labels and aims to improve both clustering and supervised pattern classification. Typically, this process can be performed by multiple manifold learning algorithms, through nonlinear dimensionality reduction. Recently, a new algorithm, known as K-ISOMAP, has been proposed for this purpose. It uses differential geometry-based measures to replace the Euclidean distance with measures based on local curvature in the ISOMAP method. This method uses concepts from differential geometry to construct an intrinsic distance function that measures the variations of local tangent spaces along edges in the k-NN graph, motivated by the Frenet-Serret equations and the notion of curvature. This work investigates the quality of the clustering obtained via GMM after mapping the data to lower-dimensional spaces. The results on several datasets suggest that the K-ISOMAP method can produce better clustering than those produced by the standard ISOMAP algorithm, being competitive with the state-of-the-art in metric and manifold learning.eng
dc.description.resumoO aprendizado não supervisionado de métricas consiste na construção de funções adaptativas de distância sem o conhecimento dos rótulos das classes e visa melhorar tanto o agrupamento quanto a classificação supervisionada de padrões. Normalmente, este processo pode ser realizado por múltiplos algoritmos de aprendizado de variedades, através da redução de dimensionalidade não linear. Recentemente, um novo algoritmo, conhecido como K-ISOMAP, foi proposto para esta finalidade. Ele utiliza medidas baseadas em geometria diferencial para substituir a distância euclidiana por medidas baseadas na curvatura local no método ISOMAP. Trata-se de um método que utiliza conceitos da geometria diferencial para construir uma função de distância intrínseca que mede as variações dos espaços tangentes locais ao longo dos caminhos mais curtos no grafo k-NN, motivado pelas equações de Frenet-Serret e a noção de curvatura. Este trabalho consiste em investigar a qualidade dos agrupamentos obtidos via GMM após o mapeamento dos dados para espaços de menor dimensão. Os resultados sobre diversos conjuntos de dados sugerem que o método K-ISOMAP é capaz de produzir agrupamentos melhores do que os produzidos pelo algoritmo ISOMAP padrão, sendo competitivo em relação ao estado-da-arte em aprendizado de métricas e variedades.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationCHAVARI, Gustavo Henrique. Aprendizado não supervisionado de métricas utilizando geometria diferencial e o algoritmo ISOMAP no agrupamento de dados. 2024. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21388.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21388
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectISOMAP
dc.subjectCurvatureeng
dc.subjectUnsupervised metric learningeng
dc.subjectManifold learningeng
dc.subjectDimensionality reductioneng
dc.subjectClusteringeng
dc.subjectCurvatura
dc.subjectAprendizado de métricas não supervisionado
dc.subjectAprendizado de variedades
dc.subjectRedução de dimensionalidade
dc.subjectAgrupamento
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA
dc.titleAprendizado não supervisionado de métricas utilizando geometria diferencial e o algoritmo ISOMAP no agrupamento de dados
dc.title.alternativeUnsupervised metric learning using differential geometry and the ISOMAP algorithm in data clusteringeng
dc.typeDissertação

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Aprendizado não supervisionado de métricas utilizando geometria diferencial e o algoritmo ISOMAP no agrupamento de dados
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