XebiCon'18 - L'algorithme de reconnaissance de formes par le cerveau humain

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Et si le cerveau humain utilisait un algorithme pour la reconnaissance d'images ? Expliquons et comparons les algorithmes de reconnaissance de formes des ordinateurs et le fonctionnement neurologique du cerveau humain. Par Sarah Buisson, Craftsman full-stack Java chez Xebia Toutes les informations et vidéos sur xebicon.fr

Technologie

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Build the future
Sarah Buisson
Craftwomen Java
L’algorithme de
reconnaissance
des formes
utilisé par le
cerveau
humain.
Z Z Z Z
1

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Qui suis-je ?
Sarah Buisson
Ingénieur Java
Xebia
sarahbuisson
2

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Plan
Vision par ordinateur
- Extractions des données
- Réseau de neurones
Plan
3
Vision par le cerveau
- Acquisition de l’image
- Traitement par le cerveau
- Interprétation
Cerveau

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision par le cerveau humain
5

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision humaine
Acquisition de l’image
6

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision humaine
Acquisition de l’image
7

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision humaine
Acquisition de l’image
8

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision humaine
Acquisition de l’image
10

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Image recu par le cerveau Hétérogène
Zone nette réduite
Mélange NB couleur
Binoculaire
En flux continu
Acquisition de l’image
11

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Architecture du cortex visuel
12

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Architecture du cortex visuel
Les aires du cortex visuel V1 traitements primaires
V2 traitements secondaires “illusion”textures
V3 formes simples
V3-A concatenation des image
V3-B inter-hemisphere
V4 couleurs
V5 mouvement
V6 formes précises (lecture, visage…)
V7 espace
i
identification
des formes
mouvement
13
V7
V3-A
V3
V1
V4 V6
couleurs
V5
V3-B
V2

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Pré-Traitements
Cortex Visuel V1
14
V1

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Données extraites par le
cerveau, à partir des couleurs
Pré-traitement
“Fréquence” des données
Profondeur
Mouvement
Contours
Orientation des Contours
15
V1

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Données extraites par le
cerveau, à partir des couleurs
Pré-traitement
Contours
Orientation des Contours
Mouvement
Niveau de détails
Profondeur
16
V1

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Détection de textures, Complétion des traits, exclusion
Cortex visuel secondaire V2
17
V2

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Détection de textures, Complétion des traits, exclusion
Cortex visuel secondaire V2
18
V2

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
2 grands axes :
Cortex visuel secondaire V2
19
Voie dorsale: Ou ?
Voie ventrale: Quoi?
V2

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Analyse de formes simples
V3 : analyse des formes
20
V3

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Analyse de formes simples
V3 : analyse des formes
21
V3

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Pas seulement les contours des couleurs
V3 : analyse des formes
22
V3

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
aggregation du
“flux vidéo”
V3-A : compilation des images
23
V3-A

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V5
Perception du mouvement
V5: Perception du mouvement
25
V5

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V5
Perception du mouvement
V5: Perception du mouvement
26
V5

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V7 : perception de l’espace
27
V7

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
flou, décoloration,
perspective & espace
V7 : perception de l’espace
28
V7

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
réel & virtuel
V7 perception de l’espace
30
V7

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Voie ventrale : Quoi ?
Identification des formes
Extraction & combinaisons de données
Voie dorsale: Ou ?
Voie ventrale: Quoi?
31

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V4 : formes complexes et couleurs
32
V4

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V4 : forme complexe et
couleur,
Extraction & combinaisons de données
33
V4

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V6 : spécialisation
Que
Sais
Je ?
34
V6

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V6 : spécialisation
35
Que
Sais
Je ?
V6

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
V6 : spécialisation
36
Que
Sais
Je ?
V6

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision par ordinateur
37

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Vision par ordinateur Image, plus rarement vidéo
Niveau de gris, couleur depuis peu
Qualité uniforme
Plate
Figée en mémoire
Acquisition de l’image
38

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Image, texte, visage, mouvement , environnement 3D ...
Reconnaissance de forme
Image en
entrée
Extraction de
données
Algorithme
de prise de
décision
Pomme
Rouge
Combinaison
de données
?
Pré
traitement
39

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Extraire des données
consistantes
Pré-traitement
40

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Extraire des données consistantes
Pré-traitement
41
Contour angles, features descriptors

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Matching
Pré-traitement
42

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Réseau de neurones
43

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Principe du réseau de neurone
Reconnaissance de formes
44

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Apprentissage par un réseau de
neurone
Apprentissage
Initialisation
du réseau
apprentissage validation utilisation
Jeux de
donnéesJeux de
donnéesJeu de
données
45

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Reconnaissance de formes par ordinateur
Reconnaissance de formes par ordinateur
46

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Reconnaissance de formes par ordinateur
Reconnaissance de formes par ordinateur
47

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Demo !
48

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Illusions & réseau de neurones
49
author(s): Nguyen A ;Yosinski J; Clune Jhttp://www.evolvingai.org/fooling

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Et pour conclure ...
50

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Cerveau vs machine
Comparaison
51

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Cerveau
Vidéo binoculaire en couleurs
Image réduite, reconstituée
Accès à d’autres sens
Nombreuses opportunitées
d’apprentissage
Apprend à partir de (presque) 0
Résilience aux erreurs
Ordinateur
Image 2D fixe, souvent en noir et blanc
Image entière
Informations exclusivement visuelles
Apprentissage limité
Duplicable
52

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson53
Expectation / Reality Skynet / réseau de neuronnes

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Questions
54

@Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson
Merci !
55

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1. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Build the future Sarah Buisson Craftwomen Java L’algorithme de reconnaissance des formes utilisé par le cerveau humain. Z Z Z Z 1

2. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Qui suis-je ? Sarah Buisson Ingénieur Java Xebia sarahbuisson 2

3. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Plan Vision par ordinateur - Extractions des données - Réseau de neurones Plan 3 Vision par le cerveau - Acquisition de l’image - Traitement par le cerveau - Interprétation Cerveau

4. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision par le cerveau humain 5

5. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision humaine Acquisition de l’image 6

6. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision humaine Acquisition de l’image 7

7. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision humaine Acquisition de l’image 8

8. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision humaine Acquisition de l’image 10

9. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Image recu par le cerveau Hétérogène Zone nette réduite Mélange NB couleur Binoculaire En flux continu Acquisition de l’image 11

10. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Architecture du cortex visuel 12

11. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Architecture du cortex visuel Les aires du cortex visuel V1 traitements primaires V2 traitements secondaires “illusion”textures V3 formes simples V3-A concatenation des image V3-B inter-hemisphere V4 couleurs V5 mouvement V6 formes précises (lecture, visage…) V7 espace i identification des formes mouvement 13 V7 V3-A V3 V1 V4 V6 couleurs V5 V3-B V2

12. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Pré-Traitements Cortex Visuel V1 14 V1

13. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Données extraites par le cerveau, à partir des couleurs Pré-traitement “Fréquence” des données Profondeur Mouvement Contours Orientation des Contours 15 V1

14. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Données extraites par le cerveau, à partir des couleurs Pré-traitement Contours Orientation des Contours Mouvement Niveau de détails Profondeur 16 V1

15. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Détection de textures, Complétion des traits, exclusion Cortex visuel secondaire V2 17 V2

16. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Détection de textures, Complétion des traits, exclusion Cortex visuel secondaire V2 18 V2

17. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson 2 grands axes : Cortex visuel secondaire V2 19 Voie dorsale: Ou ? Voie ventrale: Quoi? V2

18. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Analyse de formes simples V3 : analyse des formes 20 V3

19. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Analyse de formes simples V3 : analyse des formes 21 V3

20. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Pas seulement les contours des couleurs V3 : analyse des formes 22 V3

21. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson aggregation du “flux vidéo” V3-A : compilation des images 23 V3-A

22. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V5 Perception du mouvement V5: Perception du mouvement 25 V5

23. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V5 Perception du mouvement V5: Perception du mouvement 26 V5

24. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V7 : perception de l’espace 27 V7

25. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson flou, décoloration, perspective & espace V7 : perception de l’espace 28 V7

26. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson réel & virtuel V7 perception de l’espace 30 V7

27. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Voie ventrale : Quoi ? Identification des formes Extraction & combinaisons de données Voie dorsale: Ou ? Voie ventrale: Quoi? 31

28. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V4 : formes complexes et couleurs 32 V4

29. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V4 : forme complexe et couleur, Extraction & combinaisons de données 33 V4

30. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V6 : spécialisation Que Sais Je ? 34 V6

31. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V6 : spécialisation 35 Que Sais Je ? V6

32. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson V6 : spécialisation 36 Que Sais Je ? V6

33. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision par ordinateur 37

34. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Vision par ordinateur Image, plus rarement vidéo Niveau de gris, couleur depuis peu Qualité uniforme Plate Figée en mémoire Acquisition de l’image 38

35. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Image, texte, visage, mouvement , environnement 3D ... Reconnaissance de forme Image en entrée Extraction de données Algorithme de prise de décision Pomme Rouge Combinaison de données ? Pré traitement 39

36. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Extraire des données consistantes Pré-traitement 40

37. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Extraire des données consistantes Pré-traitement 41 Contour angles, features descriptors

38. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Matching Pré-traitement 42

39. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Réseau de neurones 43

40. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Principe du réseau de neurone Reconnaissance de formes 44

41. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Apprentissage par un réseau de neurone Apprentissage Initialisation du réseau apprentissage validation utilisation Jeux de donnéesJeux de donnéesJeu de données 45

42. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Reconnaissance de formes par ordinateur Reconnaissance de formes par ordinateur 46

43. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Reconnaissance de formes par ordinateur Reconnaissance de formes par ordinateur 47

44. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Demo ! 48

45. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Illusions & réseau de neurones 49 author(s): Nguyen A ;Yosinski J; Clune Jhttp://www.evolvingai.org/fooling

46. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Et pour conclure ... 50

47. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Cerveau vs machine Comparaison 51

48. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Cerveau Vidéo binoculaire en couleurs Image réduite, reconstituée Accès à d’autres sens Nombreuses opportunitées d’apprentissage Apprend à partir de (presque) 0 Résilience aux erreurs Ordinateur Image 2D fixe, souvent en noir et blanc Image entière Informations exclusivement visuelles Apprentissage limité Duplicable 52

49. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson53 Expectation / Reality Skynet / réseau de neuronnes

50. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Questions 54

51. @Xebiconfr #Xebicon18 sarahbuisson Merci ! 55

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