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Approssimazione mediante reti di Funzioni di Base Radiali

Le reti di funzioni di base radiali calcolano funzioni della forma:

  equation843

dove tex2html_wrap_inline2605 , tex2html_wrap_inline2607 è una matrice quadrata che deve essere stimata, come anche i coefficienti tex2html_wrap_inline2609 e i ``centri'' tex2html_wrap_inline2611 , e dove G è una qualunque funzione definita positiva [], come la Gaussiana o la multiquadrica.

Dato un insieme di campioni tex2html_wrap_inline2615 , diremo che ``la rete calcola una buona approssimazione dei dati D'' quando i valori dei parametri tex2html_wrap_inline2619 , tex2html_wrap_inline2621 e tex2html_wrap_inline2623 sono stati determinati in modo da minimizzare la funzione di errore quadratico

  equation877

In effetti, a tuttoggi, non si conoscono soluzioni analitiche al problema, e l'unico modo per determinare, se non il minimo assoluto, almeno un punto in cui la funzione E assume un valore ``sufficientemente basso'', si basa sulla minimizzazione numerica. Tuttavia, considerando il costo computazionale richiesto dall'approccio numerico, si tende a sacrificare parte della generalità della rete in cambio di una minor complessità del processo di minimizzazione. Questo viene fatto ``congelando'' alcuni dei parametri della rete - imponendo, per esempio, che tex2html_wrap_inline2627 sia diagonale, o fissando i centri tex2html_wrap_inline2629 . Sulla base dell'esperienza fatta provando differenti soluzioni in un'ampia varietà di condizioni sperimentali (distanza tra le telecamere e angoli di convergenza), si è determinato che un semplice rete di funzioni di base radiali con n= 10-15 centri fissati e matrice tex2html_wrap_inline2633 può approssimare la trasformazione A entro i margini di accuratezza richiesti dal problema. In questo caso, la funzione costo da minimizzare si riduce a:

  equation893

dove tex2html_wrap_inline2637 rappresentano le posizioni (costanti) dei n centri impiegati, e il numero dei dati, N, è tipicamente dell'ordine del centinaio.

L'intera procedura di approssimazione della trasformazione A si può riassumere nei seguenti passi:

  1. Da un insieme di campioni D, vengono estratti da 10 a 15 centri tex2html_wrap_inline2647 per mezzo di una procedura di clustering

    (k-means clustering);

  2. Ad ogni cluster viene associata una funzione di base radiale, determinandone il centro.

  3. Si minimizza la funzione costo mutando i parametri e i pesi delle funzioni di base radiali.


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Alex Cozzi
Fri Dec 8 19:08:26 MET 1995