Informática con mención en Ciencias de la Computación
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Item Aprendizaje profundo para transcripción de textos históricos manuscritos en español(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-16) Choque Dextre, Gustavo Jorge; Beltrán Castañón, Cesar ArmandoEl reconocimiento de textos historicos es considerado un problema desafiante debido a los muchos factores que ´ alteran el estado de los manuscritos y la complejidad de los diferentes estilos de escritura involucrados en este tipo de documentos; en los anos recientes se han creado muchos modelos de Reconocimiento de textos manuscritos ˜ enfocados en diversos idiomas como el ingles, chino, ´ arabe y japon ´ es entre otros, sin embargo no se han ´ encontrado muchas iniciativas de reconocimiento de texto orientadas al idioma espanol debido fundamentalmente ˜ a un escasez de datasets publicos disponibles para ayudar a solucionar la problem ´ atica en dicho idioma. ´ En esta publicacion se presenta la aplicaci ´ on de t ´ ecnicas de Deep Learning basadas en una arquitectura de ´ red neuronal encoder-decoder y convoluciones compuerta Gated-CNN las cuales en los ultimos ha demostrado ´ resultados sobresalientes para resolver dicha problematica, as ´ ´ı mismo se propone la aplicacion de mecanismos de ´ Transferencia de Aprendizaje para el reconocimiento de textos historicos en espa ´ nol. Los experimentos demuestran ˜ que la aplicacion de estos m ´ etodos puede brindar resultados sobresalientes, adem ´ as la aplicaci ´ on de otras t ´ ecnicas ´ tales como Aumentacion de Datos y Modelos de Lenguaje conllevan a mejoras significativas en los resultados finales. ´ Se propone ademas el uso de un nuevo dataset de textos hist ´ oricos en espa ´ nol conformado por 1000 elementos ˜ tomados de textos historicos peruanos referentes al siglo XVIII.Item Clasificación automática de eventos en videos de fútbol utilizando redes convolucionales profundas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-21) Laboriano Galindo, Alipio; Beltrán Castañón, César ArmandoLa forma en que las nuevas generaciones consumen y experimentan el deporte especialmente el fútbol, ha generado oportunidades significativas en la difusión de contenidos deportivos en plataformas no tradicionales y en formatos más reducidos. Sin embargo, recuperar información con contenido semántico de eventos deportivos presentados en formato de video no es tarea sencilla y plantea diversos retos. En videos de partidos de fútbol entre otros retos tenemos: las posiciones de las cámaras de grabación, la superposición de eventos o jugadas y la ingente cantidad de fotogramas disponibles. Para generar resúmenes de calidad y que sean interesantes para el aficionado, en esta investigación se desarrolló un sistema basado en Redes Convolucionales Profundas para clasificar automáticamente eventos o jugadas que ocurren durante un partido de fútbol. Para ello se construyó una base de datos a partir de videos de fútbol descargados de SoccerNet, la cual contiene 1,959 videoclips de 5 eventos: saques de meta, tiros de esquina, faltas cometidas, tiros libres indirectos y remates al arco. Para la experimentación se utilizó técnicas de preprocesamiento de video, una arquitectura convolucional propia y se aplicó transfer learning con modelos como ResNet50, EfficientNetb0, Visión Transformers y Video Visión Transformers. El mejor resultado se obtuvo con una EfficentNetb0 modificada en su primera capa convolucional, con la cual se obtuvo un 91% accuracy, y una precisión de 100% para los saques de meta, 92% para los tiros de esquina, 90% para las faltas cometidas, 88% para los tiros libres indirectos y 89% para los remates al arco.Item Pronóstico del precio de cobre utilizando técnicas de aprendizaje profundo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-06) Carhuas Ñañez, Milton Cesar; Villanueva Talavera, Edwin RafaelPronosticar los precios futuros de cobre es una tarea desafiante dadas las características dinámicas y no lineales de varios factores que afectan el precio del cobre. Este artículo describe modelos de pronóstico, basados en arquitecturas de redes neuronales, para predecir los retornos del precio de cobre en tres horizontes de tiempo: un día, una semana y un mes adelante. Diversas variables se consideran como variables de entrada, como los precios históricos de diferentes materias primas metálicas y variables macroeconómicas globales. Evaluamos los modelos con datos diarios de 2007 a 2020. Los resultados experimentales mostraron que los modelos de salida única presentan un mejor rendimiento predictivo que los modelos de salida múltiple. Las arquitecturas de mejor rendimiento fueron los modelos de memorias largas a corto plazo (LSTM) en datos de prueba.Item Corrector ortográfico neuronal para errores ortográficos multilingües adversarios para lenguas amazónicas peruanas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-11-09) Cardoso Yllanes, Gerardo; Gómez Montoya, Héctor ErasmoPara combatir los ataques de ejemplos adversarios, se propuso implementar un modelo de reconocimiento de palabras y entrenarlo con oraciones creadas a través de diferentes técnicas de generación de data aumentada para cuatro lenguas amazónicas peruanas de pocos recursos: Shipibo-Konibo, Asháninka, Yanesha y Yine. Observamos que, para la gran mayoría de experimentos, el modelo propuesto logró corregir oraciones con palabras con errores ortográficos. Los modelos que fueron entrenados mediante oraciones creadas a través de los canales de errores de ambigüedad fonema-grafema y desnormalización; y, el modelo de ensamble, se desempeñaron mejor al momento de evaluarlos con los corpus creados por profesores de las lenguas. Finalmente, se implementó un prototipo del corrector ortográfico neuronal, en donde se encuentran todos los modelos entrenados en la presente investigación.Item Minería web de textos en lenguas indígenas para desarrollar tecnologías de lenguaje. Caso de estudio: quechua sureño(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-11-09) Ubaldo Gamarra, Victoria Alejandra; Oncevay Marcos, Felix ArturoEn la actualidad, para los más de 30 millones de peruanos, la información a la que accedemos se encuentra mayormente en el idioma español. Sin embargo Perú es un país multilingüe, posee una gran riqueza cultural y lingüística con alrededor de 47 lenguas originarias. Para esta población encontrar textos, noticias y contenido en internet en su lengua nativa es una tarea complicada. Existe un limitado acceso a información como lecturas, textos, noticias u otros contenidos que en modalidad digital es muy escaso. Esto se debe a que los pocos ciudadanos que se comunican en lenguas nativas son de manera oral y algunos hacen uso del español sobre sus lenguas nativas. De ese modo, existen investigaciones en el campo de la inteligencia artificial donde a partir del poco material digital recolectado de lenguas nativas se construyeron corpus digitales para tareas de traducción automática y detección del lenguaje. Sin embargo, aún son corpus pequeños para elaborar traductores de calidad, presentan complicaciones en traducir textos completos, y además díficil el aprendizaje con algoritmos complejos, como redes neuronales profundas. Por este motivo se propone realizar una minería web de textos en la lengua originaria quechua sureño para incrementar la cantidad de oraciones y diversidad de dominios, evaluar la calidad de los nuevos textos en un modelo de traducción automática de quechua a español, y desarrollar una web de libre acceso de consulta al corpus creado.Item Modelos de detección de emociones en texto y rostros para agentes conversacionales multimodales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-06) Balbuena Galván, José Guillermo; Beltrán Castañón, César ArmandoEl presente trabajo de investigación aborda la implementación, análisis y selección de distintos modelos de redes neuronales recurrentes (RNN) y convolucionales (CNN) para la detección de emociones en texto y rostros; los cuales pueden ser utilizados como módulos adicionales en agentes conversacionales de tiempo real como son chatbots o robots sociales. Los módulos de detección permiten a los agentes conversacionales poder entender cómo se sienten las personas durante la interacción con ellas; conociendo estos estados los agentes conversacionales pueden responder empáticamente. En primer lugar, se revisará la literatura sobre como los agentes conversacionales buscan ser más empáticos, así como los métodos de detección de emociones mediante distintos canales como texto y rostros. Luego, se procede a recolectar y pre-procesar bases de datos públicas para el entrenamiento de los algoritmos seleccionados en base a la literatura. Finalmente, métricas tanto para la evaluación del rendimiento de predicción multiclase (Accuracy, Precision, Recall y F1), como la velocidad de procesamiento (ej. Framesper- second) son seleccionadas y analizadas para determinar cuáles son los mejores algoritmos para implementar una aplicación de tiempo real.Item Sperm cell segmentation in digital micrographs based on convolutional neural networks using u-net architecture(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-08-11) Melendez Melendez, Roy Kelvin; Beltrán Castañón, César ArmandoHuman infertility is considered a serious disease of the the reproductive system that affects more than 10% of couples worldwide,and more than 30% of reported cases are related to men. The crucial step in evaluating male in fertility is a semen analysis, highly dependent on sperm morphology. However,this analysis is done at the laboratory manually and depends mainly on the doctor’s experience. Besides,it is laborious, and there is also a high degree of interlaboratory variability in the results. This article proposes applying a specialized convolutional neural network architecture (U-Net),which focuses on the segmentation of sperm cells in micrographs to overcome these problems.The results showed high scores for the model segmentation metrics such as precisión (93%), IoU score (86%),and DICE score of 93%. Moreover,we can conclude that U-net architecture turned out to be a good option to carry out the segmentation of sperm cells.Item Generación de datos sintéticos usando Redes Generativas Adversariales para la minería de datos respetuosa de la privacidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-28) Montalvo García, Peter Jonathan; Alatrista Salas, HugoLa minería de datos permite conocer patrones en grandes volúmenes de datos; pero dentro de estos datos puede haber información sensible que compromete la privacidad. En tal sentido, se han desarrollado técnicas para la minería de datos respetuosa de la privacidad, siendo la más utilizada la privacidad diferencial debido a las propiedades que otorga a los datos resultantes, de la mano de técnicas de aprendizaje profundo. Estas técnicas se han utilizado en conjuntos de datos de números escritos e imágenes, pero no en datos de georreferenciación. El presente trabajo tiene como objetivo medir la eficacia de los datos sintéticos generados a través redes generativas adversariales y privacidad diferencial en datos de georreferenciación. La generación de estos datos se hace a través de selección de datos, sanitización para la obtención de la base de datos sintéticos y evaluación a través de modelos de movilidad a partir de las trazas que sirven para medir la pérdida de información y el riesgo de divulgación. En líneas generales, los resultados demuestran que la aplicación de estas técnicas sobre datos de georreferencia da como producto un conjunto de datos sintéticos con una pérdida de información y riesgo de divulgación bajos, y se concluye que estos conjuntos de datos obtenido se puede realizar una minería de datos similar a la que se haría con los datos originales y sin comprometer información sensible.Item Diseño de un modelo basado en redes neuronales artificiales para la clasificación de palta hass(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-10-28) Salazar Campos, Juan Orlando; Sipirán Mendoza, Iván Anselmo; Pow Sang Portillo, José AntonioPerú se ha convertido en uno de los principales productores de palta Hass, en este aspecto una etapa fundamental es la clasificación, esta situación conllevó al planteamiento del presente trabajo de investigación el cual tuvo por objetivo diseñar un modelo basado en Redes Neuronales Artificiales que permita la clasificación de dicha fruta considerando como criterios el estado de madurez fisiológica y la evaluación de los daños y defectos que presente, dichas consideraciones están contempladas en la Norma Técnica Peruana NTP 011.018-2018. En la etapa inicial se diseñó un entorno controlado con un nivel de luminosidad frío-día, el cual permitió la adquisición de imágenes, construyendo un dataset de 310 imágenes etiquetadas, sobre el cual se aplicó Data Augmentation. Luego se procedió a definir la parametrización de una arquitectura de red neuronal convolucional, obteniendo un modelo de CNN sobre el cual se fueron evaluando 4 criterios, la resolución de las imágenes de entrada, la cantidad de capas de convolución y pooling, el factor de aprendizaje y la cantidad de épocas de entrenamiento. Finalmente se mostraron los resultados obtenidos, definiendo la resolución de la imágenes de entrada en 64 x 64 pixeles, 3 capas de convolución acompañas de pooling, con máscaras de 3x3 y 2x2 respectivamente y con funciones de activación ReLU, pasando luego a una capa capa fully connected, la cual se conectó a una capa oculta y ésta a la capa de salida, la cual constó de 4 neuronas bajo la representación One Hot Encoding, con una función de activación softmax, y un factor de aprendizaje de 0.001, utilizando en su entrenamiento 50 épocas. Luego de evaluar el modelo parametrizado se alcanzó una identificación correcta de las imágenes de palta Hass con una exactitud de 87.5%.Item Identificación automática de las fases del gesto de recepción en el vóley mediante análisis de videos usando redes neuronales convolucionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-07-21) Garcia Sulca, Jose Gustavo; Beltrán Castañón, César ArmandoEl presente trabajo presenta un modelo algorítmico que permite la identificación automática a partir de videos de las fases temporales que ocurren durante la ejecución de la técnica de recepción en el vóley. En la etapa inicial se muestra la definición de dichas fases temporales a analizar, así como algunos trabajos relacionados al ámbito de reconocimiento de actividades en el área de ciencias de la computación. De igual manera, se presenta el marco teórico que contiene los conceptos necesarios para el desarrollo de este trabajo. Luego se procedió a definir dos módulos en los que se divide el modelo algorítmico: módulo de detección de jugador y módulo de clasificación de fases. En cada uno de estos módulos se detalla las arquitecturas de los modelos a utilizar así como el pre-procesamiento de los datos y el respectivo método de entrenamiento. Finalmente, se muestra lo obtenido tras la implementación de los módulos detallados anteriormente. Para ello se realizó adicionalmente la recolección de una base de datos de videos con su respectivo etiquetado, la cual fue desarrollada para la presente tesis como parte del proyecto “Caracterización biomecánica del gesto técnico de recepción en el voleibol puesta al servicio del entrenamiento deportivo mediante el desarrollo de un aplicativo móvil integrado a un sistema de captura de movimiento low-cost”, el cual viene siendo desarrollado por el Grupo de Investigación en Robótica Aplicada y Biomecánica. Con ello, se muestran los resultados obtenidos al realizar el entrenamiento de los módulos con esta base de datos. Estos muestran que el modelo implementado consigue identificar correctamente la fase temporal a nivel de frames con una precisión de 92.19%. Además a ello, en los casos donde ocurre un error en la identificación, la fase identificada por el modelo es una contigua a la real, mostrando que el modelo pudo captar la esencia temporal de las fases.