Dergiler / Bilişim Teknolojileri Dergisi / 2019 / Cilt: 12 - Sayı: 1

Hücresel Otomata Tabanlı İkili Sınıflandırma

Cellular Automata Based Binary Classification

Sayfa
43–58
Yayın Tarihi
2019-01-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan hücresel otomata tabanlı örüntü tanıma yöntemleri ve diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada lineer olmayan hücresel otomatlar ikili örüntü sınıflandırmada kullanılmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Hücresel otomatlar, ızgara düzlemindeki hücrelerin etrafındaki hücrelerle etkileşime bağlı durum güncelleme mantığına dayanan hesaplama modeline sahiptir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan hücresel otomata tabanlı örüntü tanıma yöntemleri ve diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır.
🔬Tür:Deneysel Tarla Denemesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:cellular automata · multiple attractor cellular automata

Özet

Bu çalışmada lineer olmayan hücresel otomatlar ikili örüntü sınıflandırmada kullanılmıştır. Hücresel otomatlar ilk olarak günümüz bilgisayar mimarisinin çalışma prensiplerini belirleyen Von Neumann tarafından biyolojik canlıların kendini yenileme yeteneklerini modellemek için önerilmiştir. Hücresel otomatlar, ızgara düzlemindeki hücrelerin etrafındaki hücrelerle etkileşime bağlı durum güncelleme mantığına dayanan hesaplama modeline sahiptir. Hücresel otomatlar üzerine yapılan çalışmalarda bazı durumların diğer durumlarla dinamik bir etkileşim içerisinde olduğu gözlemlendi. Bu durumlar diğer durumları etrafında toplayan ve çekim merkezi formunda hareket eden davranışlar sergiliyorlardı. Çekim merkezi formunda hareket eden durumlara cezbedici durum(veya cezbedici kap) adı verildi. Cezbedicilerin dinamik davranışları, bir örüntünün diğer örüntüleri çekmesi olarak ele alınması hücresel otomatların örüntü tanıma ve sınıflandırmada kullanma potansiyelini ortaya çıkarmıştır. Hücresel otomata tabanlı ilk örüntü tanıma yöntemleri XOR ve XNOR mantığına göre durum güncellemesi yapan kurallar kullanan lineer yöntemlerdir. Daha sonra lineer yöntemlerin kısıtlarını aşmak için lineer olmayan yöntemler geliştirilmiştir. Bu çalışmada cezbedici durumların nitelenmesi için erişilebilirlik ağacı tabanlı lineer olmayan yöntemler kullanılmıştır. Cezbedici durumlar farklı veri setleri üzerinde ikili sınıflandırma amacı ile kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar daha önce yapılan hücresel otomata tabanlı örüntü tanıma yöntemleri ve diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır.

Abstract

In this study, nonlinear cellular automata were used for binary pattern classification. Cellular automata were first proposed by Von Neumann, who determined the working principles of today's computer architecture, to model the self-renewal abilities of biological beings. Cellular automata have a computational model based on the state update logic due to the interaction with the cells around the cells in the grid plane. Studies on cellular automata have shown that some states are in a dynamic interaction with other states. These states gathered other situations around itself and acted in the center of attraction. States that behave in the form of attraction center are called attractor state(or attractor basin). The dynamic behaviours of the attractor were considered as a pattern of attracting other patterns and revealed the potential of using cellular automata in pattern recognition and classification. The first pattern recognition methods based on cellular automata are linear methods that use rules that update the state according to XOR and XNOR logic. Later nonlinear methods have been developed to overcome the limitations of linear methods. In this study, reachability tree based nonlinear methods are used to characterize the attractors. Attractor states are used for binary classification purposes on different data sets. The results obtained were compared with previous cellular automata based pattern recognition methods and other known methods.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

PELDEK, S., BECERİKLİ, Y. (2019). Hücresel Otomata Tabanlı İkili Sınıflandırma. Bilişim Teknolojileri Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 1, 43–58. https://ajindex.com/articles/251826

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (19)

  1. S. Das, Theory and Applications of Nonlinear Cellular Automata In VLSI Design, Ph. D Thesis, Bengal: The Bengal Engineering and Science University, 2006
  2. J. v. Neumann, The theory of self-reproducing Automata, A. W. Burks, Dü., Urbana and London: Univ. of Illinois Press, 1966
  3. V. V. Nabiyev, Algoritmalar Teoriden Uygulamalara, Seçkin Yayıncılık, Ankara, Türkiye, 2013
  4. C. G. Langton, “Self-reproduction in cellular automata”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 10(1), 135-144, 1984
  5. E. F. Codd, Cellular Automata, Academic Press, New York, A.B.D., 1968
  6. S. Wolfram, A new kind of science, Champaign: IL: Wolfram Media, 2002
  7. P. Sarkar, “A Brief History of Cellular Automata”, ACM Computing Surveys (CSUR), 1, 80-107, 2000
  8. E. F. Moore, “Machine models of self-reproduction”, Proc. Symp. Appl. Math., 14, 17-33, 1962
  9. M. Gardner, “Mathematical games: The fantastic combinations of John Conway’s new solitaire game life”, Scientific American, 223(4), 120-123., 1970
  10. M. Gardner, “Cellular automata, self-reproduction, Garden of Eden and Game life”, Scientific American, 224(2), 112, 1971
  11. S. Wolfram, “Universality and complexity in cellular automata”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 10(1), 1-35, 1984
  12. J. Strotmann, M. Chopra, R. T. Bonnecaze, “A cellular automata simulation of atomic layer etching”, Advanced Etch Technology for Nanopatterning VII, 10589, 105890H, 2018
  13. E. R. Speer, C. Maes, J. L. Lebowitz, “Probablistic Cellular Automata: Some Statistical Mechanical Considerations”, Pattern Formation In The Physical And Biological Sciences, CRC Press, 175-188, 2018
  14. K. Clarke, “Cellular Automata and Agent-Based Models”, Handbook of Regional Science, Berlin, Heidelberg, Springer, 2018
  15. M. J. Phipps, “From local to global: the lesson of cellular automata”, Individual-based models and approaches in ecology, Chapman and Hall/CRC, 165-187, 2018
  16. X. Liu, L. Ma, X. Li, B. Ai, S. Li, Z. He, “Simulating urban growth by integrating landscape expansion index (LEI) and cellular automata”, International Journal of Geographical Information Science, 28(1), 148-163, 2014
  17. P. Rosin, A. Adamatzky, Cellular automata in image processing and geometry, X. Sun, Dü., Springer International Publishing, 2014
  18. P. P. Chaudhuri, D. R. Chowdhury, S. Nandi, S. Chattopadhyay, Additive Cellular Automata: Theory and Applications, Washington: Wiley-IEEE Computer Society, 1997
  19. S. Das, S. Mukherjee, N. Naskar, B. K. Sikdar, “