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Documentation pdf - Université d`Orléans

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1. L 0 95933825 0 7643002 0 23336774 0 7409621 L 0 075930595 0 12991834 0 6995411 0 092056274 msg set data fourniture de la classe des objets liste compl te On fournit la classe de tous les objets Le message comporte trois rubriques le nom de la commande msg set classes puis le nombre de classes nbclasses valeur et enfin la description des classes val classe_objeti l classe_objet21 1 Voici un exemple avec nos 4 objets il y a 2 classes les 3 premiers objets appartiennent la classe 1 le dernier la clase 0 val 1 1 1 0 msg set classes nbclasses 2 fourniture de la classe des objets liste partielle cette commande permet une mise jour des classes et ne peut tre invoqu e qu apr s une premi re invocation de la Explorer3D Manuel d Utilisation 43 commande pr c dente set classes Le message comporte deux rubriques le nom de la commande msg set classes fast et la liste des modifications Celle ci se pr sente sous forme d un tableau val classe_objet1l classe_objet21 saut_objets dont l encodage est le suivant une valeur positive indique une nouvelle valeur de classe pour l objet correspondant une valeur n gative indique un saut dans la liste des objets objets dont la classe ne change pas Voici un exemple avec nos 4 objets la clas
2. Description d taill e des objets Visibilit Lignes Visibilit Colonnes classe wallaby FIGURE 23 Visualisation d attributs compl mentaires avec filtre Le m canisme de s lection est d crit en section 6 4 7 3 Clustering Plusieurs m thodes de classification sont d sormais disponibles Elles sont accessibles partir de la perspective classification voir fig 24 qui peut tre ouverte partir des menus Les m thodes de classification propos es ont un d fauts commun elles sont plus ou moins instables et d une ex cution l autre les groupes g n r s peuvent changer Il est donc conseill de les relancer plusieurs fois bouton recalculer afin de se faire une meilleure id e de la stabilit des groupes notons que le bouton recalculer permet aussi pour certaines m thodes de relancer la classification automatique avec de nouveaux param tres comme un nombre de groupes diff rents 7 3 1 M lange de lois La fonction de clustering par m lange de lois consid re que la r partition spatiale des objets se fait selon un ensemble de lois multi normales On cherche donc calculer les lois sous jacentes et on les visualise sous formes d ellipso des centr es sur les centres des lois et tir es suivant les directions et cart type de celles ci cf figure 25 La m thode implant e calcule automatiquement le nombre de lois Explorer3D Ma
3. 27 7 1 1 Syst me multi vues 28 7 1 2 Effet des commandes sur les vues 3D 28 7 1 3 Explorateur de vues 29 7 1 4 Vues et objets s lectionn s 29 7 2 Affichage tabulaire de la description des objets 29 7 3 Clustering oao aa 30 7 3 1 M lange de lois ona aaa 30 7 3 2 Nu es dynamiques kmeans 31 7 3 3 Nu es dynamiques floues 32 7 3 4 Classification par densit DBSCAN 32 7 3 5 Arbre minimal de recouvrement et classification hi rarchique 33 7 4 Reconfiguration spatiale 34 7 4 1 Comparaison 4 4 34 74 2 Anomalie 39 7 4 3 D placement 39 7 4 4 Axes d observation 36 7 5 Exploration partir des images 36 Explorer3D Manuel d Utilisation 3 76 SVM 444 0 eee ee 37 7 7 Noyaux 44 44444400 ee ee 40 7 8 Visualisation 2D aaa aaa 41 7 9 Commande via le r seau 444 4 41 7 10 Importation de donn es 43 8 Outils secondaires 45 8 1 Voyage travers les dimensions 45 4 M Exbrayat L Martin 1 Pr sentation g n rale Ezxplorer3D est l origine un logiciel
4. informations compl mentaires 6 2 1 Pr sentation g n rale Les attributs compl mentaires sont les attributs pr sents dans les fichiers en entr e mais ne servant pas n cessairement au positionnement de l objet par exemple la classe de l objet le nom du fichier image associ etc Il existe 5 types d attributs compl mentaires dans Explorer3D classe indique la classe de l objet Par d faut le m me attribut est utilis pour la coloration des objets Il est possible d utiliser de la classification floue c est dire que chaque objet se rattache plusieurs classes avec un certain degr d appartenance Ce cas particulier est d crit dans la section suivante donn es associ es dans la version actuelle il s agit uniquement de fichiers images associ s aux objets label un texte descriptif de l objet forme une forme diff rente est propos e pour chaque valeur diff rente de cet attribut Actuellement quatre formes sont disponibles il faut donc viter de l utiliser si l attribut peut prendre plus de 4 valeurs couleur une couleur diff rente est propos e pour chaque valeur diff rente de cet attri but Il n y a pas de limite au nombre de couleurs ou plus exactement cette limite est plus lev e que le nombre de teintes perceptibles par l utilisateur 6 2 2 Objets multi classes Afin d identifier des groupes d objets on peut soit faire une affectati
5. laquelle ils appartiennent le plus Les actions compl men taires de cette l gende ne sont pas fonctionnelle actuellement du fait d volutions en cours du logiciel n anmoins en mode normal on peut faire appara tre le centro de de chaque classe sous forme d une croix de la m me couleur que la classe On peut galement observer la diffusion de la classe parmi tous les objets gr ce aux enveloppes convexes en s lectionnant activer les enveloppes convexes et en jouant sur le slider en bas de la fen tre de l gende on voit les enveloppes se d placer mesure pour englober tous les objets dont le degr d appartenance une classe est sup rieure la valeur courante du slider La colonne ellipso de n est pas utilis e actuellement L gende Visualisation Infos mod Classe Enveloppe convexe Centre Couleur Nom v B auro Fkmeanso B auro Fkmeans MM AuTo FkMEANs2 DM AUTO FKMEANS3 _ AUTO FKMEANS4 A Activer les enveloppes convexes TE FIGURE 17 L gende multiclasses Ici on observe le r sultat d un kmeans flou Chaquer objet est color en fonction de sa classe principale 6 8 2 L gende sur attribut continu Il est possible de d finir une coloration qui n est pas li e une classe mais uniquement un attribut num rique valeurs r elles Un d grad de
6. qui pour le ler objet valent respectivement 1 et 0 et pour le second objet 0 et 1 Cette d composition est transparente pour lutilisateur et les sous attributs g n r s ne sont manipul s directement par ce dernier que dans le cadre de t ches assez avanc es 4 5 Fichiers de distances Il s agit de fichiers contenant des matrices de distances entre objets La visualisation correspond alors au placement des objets dans un espace trois dimensions tel que les distances des objets dans cet espace soient les plus proches possible de leurs distances dans la matrice fournie Le format du fichier est le suivant nombre d objets COMPLETE Liste des distances entre objets un objet par ligne Nombre ou Liste des attributs compl mentaires Valeurs des attributs compl mentaires Les distances entre objets sont donn es raison d un objet par ligne Par d faut on ne fournit ici que la matrice triangulaire sup rieure si on a trois objets a b et c et que dij est la distance entre les objets i et j alors le fichier contient dans cet ordre da et da sur la premi re ligne d sur la seconde ligne Explorer3D Manuel d Utilisation 9 Si sur la premi re ligne on a indiqu le mot cl optionnel COMPLETE alors la matrice compl te est fournie en reprenant notre exemple la premi re ligne contiendrait daa da b et duc la seconde dia dbb et die etc Les attributs fournis ici deux derni res lignes du format ci
7. Chaque objet est rattach au centre le plus proche Les centres sont d plac s jusqu obtenir un placement optimal c est dire dans ce cas g n rant des groupes les moins dispers s possible Dans l implantation propos e l utilisateur peut choisir le nombre de centres et donc le nombre de groupes g n r s Les nu es dynamiques tant instables un second outil a t implant accessible partir de la sous fen tre Stables Un stable est un ensemble d objets qui sont toujours class s ensemble ici par les nu es dynamiques Dans cet outil on choisi le nombre de classes comme pour kmeans mais galement le nombre de fois o kmeans est ex cut e Au terme de ces calculs on obtient un ensemble de classes chacune contenant des ob jets qui ont t class s ensemble lors de toutes les ex cutions de kmeans 32 M Exbrayat L Martin FIGURE 26 Nu es dynamiques 7 3 3 Nu es dynamiques floues Il s agit d une m thode d riv e de la pr c dente ceci pr s que chaque objet appartient tous les groupes avec un degr d appartenance li sa distance au centre du groupe Comme pr c demment l utilisateur peut choisir le nombre de centres L int r t d une telle m thode consiste laisser plus de marge d interpr tation l utilisateur Elle est en revanche plus difficile visualiser Nous avons donc d velopp une technique de visualisa tion sp cifique Il convi
8. cf fig 1 Pr traitements FIGURE 1 Fen tre de contr le FIGURE 2 Les commandes de l ACP d Explorer3D au lancement Pour charger le fichier de donn es allons dans le menu Fichier Charger un fichier local nouveau projet et choisissons le fichier iris csv La fen tre de contr le se modifie et propose d sormais les commandes li es la projection de n dimensions vers 3 dimensions cf fig 2 Afin de r aliser une ACP classique nous commen ons par v rifier dans la sous fen tre pr traitements que Variables centr es est bien coch et que Variables r duites est s lectionn dans la liste M thode de r duction puis nous cliquons sur le bouton Calcu ler de la sous fen tre M thode de projection La fen tre de visualisation 3D s ouvre et pr sente les objets sous leur forme par d faut c est dire comme des sph res bleues sur fond noir fig 3 Nous allons maintenant ajouter une information visuelle en colorant les sph res en fonc tion de la classe ou groupe ou tiquette ou modalit ou cat gorie etc de l objet 12 M Exbrayat L Martin XE L0 Exp r3D X1 10 Jisualisation 31 ribut Valeur iris cvs Fichiers Perspectives Outils Pr traitements Param tres ACP ACP gt v Dual automatique L Dual forc Calculer Noyaux Remise z ro des transformations Donn es
9. l par les options d Explorer3D cf section 6 7 Si cette option est d sactiv e chaque chargement de fichier conduit la r imitialisation de l envi ronnement et donc la suppression des projections en cours car on consid re que chaque fichier porte sur des objects diff rents Dans le cas contraire l utilisateur se voit proposer de charger les nouveaux fichiers dans le projet courant multi source ou dans un nouveau projet r initialisation En mode multisources les diff rents fichiers peuvent contenir des donn es de natures diff rentes attributs valeur distance etc les objets doivent se pr senter dans le m me ordre dans les diff rents fichiers sauf si l on a eu recours un fichier contenant un sous ensemble des objets 4 3 Sous ensemble d objets Plusieurs des types de donn es support s permettent le chargement de donn es pour un sous ensemble des objets Cela a surtout un sens en mode multisources o l on peut ne disposer de certaines informations que pour un sous ensemble des objets mais o l on souhaite identifier ces objets avec ceux charg s pr c demment partir d autres fichiers Un fichier contenant un sous ensemble des objets est rep r par la pr sence du mot cl SUBSET dans son contenu voir syntaxe des diff rents formats de fichiers Chaque objet doit alors tre accompagn de son rang dans l ensemble complet des objets Dans la version courante un fichier contenant tous
10. 3D point A 41 croix rouge point B 98 croix verte La contrainte saisie demande que les deux points soient rapproch s slider de la fen tre de gauche et contrainte explicite exprim e en dessous Comp 41 98 lt 0 85 7 4 2 Anomalie L outil Anomalie permet de modifier le positionnement relatif de trois objets Pour ce type de reconfiguration on manipule trois objets A B et C Le principe est de modifier la distance entre A et C relativement la distance entre A et B En d autres termes il s agit de rapprocher ou d loigner C par rapport A de mani re ce qu il soit plus proche ou plus lointain de A que B On proc de comme pr c demment pour s lectionner les objets 7 4 3 D placement L id e de ce type de reconfiguration consiste modifier le voisinage d un objet Cette m thode est assez complexe et son utilisation est d conseill e pour l instant Le mode op ratoire est le suivant Il faut commencer par d finir le voisinage on s lectionne les 36 M Exbrayat L Martin Explorer3D x 10 Fichiers Perspectives Outils Aide Contraintes Comparaison Anomalie D placement Axes d observations 7 O ObjetA rouge n 41 41 Le objetB vert n 98 98 x dist vue 3D dist espace d origine Avant 1 6683884 Apres 1 6659153 ge o S0 100 Valider Comp 41 98 lt 0 85087806 Tout Annuler Recalcyler Sauv
11. 98 lt 0 85087806 Tout Annuler Recalculer Sauvegarder les changements Charger un fichier Taille des donn es 250x5 FIGURE 32 Mise en place d un axe d observation On observe les dix objets les plus proche de l axe 8 14 fen tre de visualisation On peut s lectionner plusieurs images Pour d s lectionner une image il suffit de recliquer dessus L utilisateur peut choisir de visualiser les voisins dans l espace de chaque objet explor partir de son image lorsqu une image est s lectionn e elle appara t ainsi que ses n plus proches voisins n tant fix 0 par d faut Le nombre de voisins affich s et r gl s dans l onglet Voisins Si l image est d s lectionn e ses plus proches voisins sont aussi dissimul s Cette exploration pourra galement tre superpos e l option g n rale Affichage dyna mique des images qui permet de visualiser une image dans la vue 3D lorsque le pointeur de la souris s arr te sur l objet correspondant 7 6 SVM Les SVM ou s parateurs vaste marge sont un outil de classification cherchant s parer au mieux deux cat gories d objets Ils sont donc utilis s lorsque l on connait la classe d au moins une partie des objets Au plus simple la s paration entre les deux groupes est un plan tel que de chaque c t on trouve uniquement les objets d un groupe De plus ce plan est l
12. acc s du classpath il faut placer explorer3D dans le classpath et lancer directement la classe ex plorer Explorer3D Une bonne solution consiste alors crire un script du type exemple pour shell bash et java3d 64 bits export LD_LIBRARY_PATH LD_LIBRARY_PATH chemin_d_acces_j3d 1ib amd64 export CLASSPATH CLASSPATH chemin_d_acces_j3d l1ib ext j3dcore jar chemin_d_acces_j3d l1ib ext j3dutils jar chemin_d_acces_j3d 1ib ext vecmath jar chemin_d_acces_explorer explorer3D jar java explorer Explorer3D 4 Format des donn es en entr e 4 1 Notion d attributs compl mentaires Dans les fichiers de donn es une partie des informations sert la projection propre ment dite e g attributs de description des objets matrice de distances coordonn es 3D Ces informations peuvent tre accompagn es de donn es compl mentaires indiquant par exemple le nom d un fichier image associ un objet la classe d un objet dans le cas de donn es tiquett e etc De telles donn es sont appel es attributs compl mentaires Chaque fichier peut comporter 0 1 ou plusieurs attributs compl mentaires 6 M Exbrayat L Martin 4 2 Mode multisources Si l utilisateur dispose pour un jeu de donn es de plusieurs fichiers sources contenant des descripteurs diff rents il peut charger ses diff rents fichiers et observer simultan ment les projections 3D obtenues pour ces diff rents fichiers L acc s ce mode est contr
13. c dente mais on cherche uniquement loigner les groupes Analyse rw discriminante similaire la pr c dente mais en plus la distance entre en compte on cherchera surtout loigner des objets tr s proches mais n tant pas de m me groupe en s int ressant moins aux objets d j loign s Le facteur sigma r gle l importance de l loignement Plus sigma est lev moins on s int resse aux objets loign s avec sigma 1 on fait une analyse r discriminante ACP k plus proches voisins variante exp rimentale non document e LLE variante exp rimentale non document e Pr traitements A la sous fen tre M thode de projection est associ e une autre sous fen tre Pr traitements permettant d effectuer ce que les math maticiens appellent un conditionnement des donn es Cette fen tre g re les traitements appliqu s aux donn es sources avant la mise en oeuvre de la m thode de projection Une case cocher permet de choisir le centrage des variables les valeurs de chaque attributs sont d cal es de mani re tre centr es z ro Ce pr traitement est notamment n cessaire ACP Une liste d roulante permet de choisir le r glage de l amplitude des valeurs Donn es brutes ne modifie pas l amplitude Variables r duites r gle l amplitude de mani re ce que la variance de chaque attribut soit gale 1 Distances normalis es r gle l amplitude des valeurs 2
14. contr le Fichiers donne acc s aux fonctions de chargement de donn es Charger un fichier local permet de charger les diff rents types de fichiers de donn es support s Le type de fichier est automatiquement d termin par le logiciel Si aucun format standard n est reconnu un message d erreur est affich et l utilisateur est redirig vers l outil d importation de fichiers afin de le rendre compatible avec Explorer3D Rappelons les trois types de fichiers reconnus Fichier attributs valeurs fichier contenant les descriptions d objets L affichage se fera typiquement gr ce une technique de r duction de dimension e g ACP Fichier matrice de distance lorsque les donn es transmises par les pr traitements sont des distances entre objets La projection se fera gr ce un MDS Fichier de points 3D lorsque les donn es transmises sont directement des coor donn es dans l espace 3D Charger un fichier distant permet de charger un fichier stock distance sur un serveur HTTP L outil permet d indiquer l url du site et de se d placer dans une arborescence de r pertoires Les formats support s sont les m mes que pour un fichier local Outil d importation de donn es Cet outil permet de visualiser le contenu d un fichier texte et de le rendre compatible avec Explorer3D liste de fichiers apr s une premi re utilisation les fichiers acc d s sont m moris s et peuve
15. figure 22 pr sente l explorateur de vues On peut constater ici que l on manipule des donn es d crites sous forme attribut valeur On peut constater que pour l ACP on a projet suivant les trois axes principaux On pourra observer ici les axes de projection de la seconde m thode Le troisi me axe ici vaut 1 ce qui indique que l on n a pas de projection suivant le trois me axe tous les objets sont projet s dans le plan x y 0 1 2 Visualisation 3 v K L P FIGURE 22 D explorateur des vues Ici nous avons une source de donn es de type Attribut Valeur sur laquelle on a appliquer une projection par ACP et une par ALD un zoom local a t appliqu sur une des vues on voit qu il y a une source Attribut Valeur dans les descendants de la source principale signe d une s lection d un sous ensemble d objets C est la vue correspondant au zoom local qui est active fond gris 7 1 4 Vues et objets s lectionn s Les objets s lectionn s apparaissent en surbrillance La liste des objets s lectionn s est transverse toutes les vues En d autres termes on s lectionne dans une vue et on voit la surbrillance dans toutes les vues Cela peut tre assez utile pour rechercher un m me objet dans les diff rentes vues ou pour observer la dispersion d un groupe d objets travers des projections diverses 7 2 Affichage tabulaire de la descript
16. les objets doit tre charg avant de pouvoir utiliser un fichier de sous ensemble Les fichiers sous ensemble peuvent contenir des attributs compl mentaires La valeur de ceux ci sera initialis e UNDEFINED pour les objets manquants 4 4 Fichiers attributs valeurs Il s agit du cas le plus courant o des objets sont d crits par une liste d attributs La visualisation 3D correspond alors une projection dans un sous espace calcul partir des attributs initiaux 4 4 1 Cas g n ral Ezxplorer3D supporte des fichiers au format texte avec la structuration suivante SUBSET START WITH x nombre d objets nombre d attributs descriptifs nom des attributs descriptifs et noms des attributs compl mentaires Description des objets un par ligne Les noms et valeurs d attributs sont s par s par un caract re espace il est toutefois possible de d finir explicitement le caract re s aparateur utilis cf section4 4 2 Voici un exemple de fichier d but de la description du tr s classique jeu de donn es iris Explorer3D Manuel d Utilisation 7 150 4 A B C D classe 5 1 3 5 1 4 0 2 Iris setosa 4 9 3 0 1 4 0 2 Iris setosa 4 7 3 2 1 3 0 2 Iris setosa Dans cet exemple il y a 4 attributs descriptifs nomm s A B C et D et un attribut compl mentaire nomm classe Les attributs descriptifs sont ici de type num rique r el Remarque attention ne pas lai
17. les plus proches qu ils s agisse de deux objets de deux groupes d j constitu s ou d un objet et un groupe Les distances impliquant un ou deux groupes peuvent tre calcul es de plusieurs mani res Nous avons retenu celle reposant sur la no tion de saut minimal la distance entre un objet et un groupe est la distance entre 34 M Exbrayat L Martin l objet et l objet du groupe qui en est le plus proche Entre deux groupes il s agit de la distance entre les objets les plus proches de ces deux groupes On produit ainsi un arbre de classification galement appel dendrogramme Il s agit du type de structure rencon tr e pour d crire par exemple la classification des esp ces En g n ral cette structure est repr sent e plat Ici elle est superpos e la vue 3D voir fig 29 On voit qu il existe un lien entre les concepts d arbre de recouvrement minimal et de classification hi rarchique Le nombre de classes est fix par l utilisateur Il revient couper l arbre en partant du sommet afin d avoir un nombre de branches gal au nombre de classes souhait es Expiorer5D Graphem _ o X Eme Logicielle Graphem Resultats Guillaume 2009 11 02 Guillaume1pctL10 cs _ 0x a E _ Aide Visualisation Infos mod ETES f Modalit Ellipso de Enveloppe convexe Couleur Nom Card Classification v 1 383 Choisir une m thode v 3 Recalculer Arbre de recouvrement mi Nombr
18. repr sent es Observations Courbes 2D Attributs compl mentaires Explorateur Attribut Valeur t CE ACP Y m 0 1 2 Visualisation KI ji mi Arbre de recouvrement minimal Taille des donn es 150 x 5 FIGURE 3 Visualisation 3D par d faut repr sent chaque sph re repr sente un iris et le fichier contient des iris de trois vari t s diff rentes La classe de l iris c est dire sa vari t est indiqu e par un attribut inclus dans le fichier de donn es intitul classe Nous allons d rouler la sous fen tre Attri buts compl mentaires puis dans la liste Classe nous allons choisir classe il s agit ici du seul attribut propos Les sph res sont alors color es et nous voyons appara tre une l gende fig 4 Nous pouvons constater que la l gende pr sente des cases cocher En d cochant une case de la colonne Classe nous dissimulons les objets de ce groupe En cochant une case de la colonne Ellipso des nous faisons appara tre une ellipso de repr sentative du groupe correspondant fig 5 Sommairement cette ellipso de est centr e sur le centre de gravit du groupe et ses diam tres correspondent la variance du groupe suivant ses trois axes de plus grande variance La figure 5 illustre une visualisation conjointe des objets et de leurs ellipso des repr sentatives noter la premi re lig
19. utile en cas de donn es multisources apportant chacune leur image ou dans le cas plus g n ral o l image n est qu une information compl mentaire de l objet tudi et non pas l objet dont sont extraits les descripteurs 6 2 5 Gestion des couleurs Par d faut les couleurs sont associ es aux classes c est dire que la d signation d un attribut de classe conduit l utilisation du m me attribut pour les couleurs N anmoins il est possible de choisir l attribut de couleur directement et donc de le dissocier de l attribut de classes Cela ouvre notamment l acc s une coloration par d grad de couleurs voir fig 9 Celle ci s active automatiquement si l attribut choisi est un attribut num rique attention Ezxplorer3D consid re par d faut que les attributs Explorer3D Manuel d Utilisation 19 compl mentaires sont de type symbolique Pour qu un attribut puisse d boucher sur une coloration par d grad il faut qu il soit connu explicitement comme attribut num rique et donc que dans le fichier source son nom comporte le suffixe N Les couleurs peuvent galement tre remplac es par des textures en noir et blanc L uti lisation des textures est d clench e en cochant la case Texture dans la sous fen tre Attributs compl mentaires Une dizaine de textures sont actuellement disponibles L uti lisateur peut changer la texture associ e un groupe en cliquant sur c
20. 7 3 fio7 3 SRE ENG o 002000 DEOD 0 HA 20 55200 131 16200 113 78700 0 00968 0 00008 0 00463 _ 95 7 06800 91 75400 0 00551 0 00006 0 0029310 L Fd 32 2 8 333 32 fa Es asang 20 1 0300191 2260010 0053210 0000610 00 SRI 7 4 JIl gt FIGURE 42 Import r capitulatif FIGURE 43 Import fin d import o Visualisation 3D Attribut Valeur parkinson csv FIGURE 44 Projection apr s import jeu de donn es Parkinson Explorer3D Manuel d Utilisation 45 8 Outils secondaires 8 1 Voyage travers les dimensions Cette fonction situ e dans le menu Outils permet de choisir la vol e les dimensions visualis es r duction de dimensions Il est possible de choisir ce qui est projet sur chaque axe et ce avec des effets de transition voir figures 45 47 Dans les cas les plus simples cela s apparente aux interactions offertes par la fen tre Axes de projection section 6 9 toutefois les possiblit s offertes ici sont plus tendues on peut m langer les axes par exemple faire en sorte que l axe x3 porte les informations de plusieurs axes calcul s somme x o0 Explorer3D o Visualisation 3D Attribut Valeur mfeat fac csv Fichiers Perspectives Outils Coordonn es dans l espace de visualis A X1 X2 X3 J f TAT PLTITTITTLTT 1 2 3 4 5 6 7 8 EEKEREN PSC PT TT PTT PE TP PTTTTTS im 16 Q ir lle FX les 19 Q g
21. ACP ACP v Ld v ER Iris setosa 50 v Dual automatique C Dual forc bad Y Ea Iris versicolor 50 ual forc Calculer m m v EM iris virginica 50 Noyaux Remise z ro des transformations Donn es repr sent es Observations Courbes 2D Attributs compl mentaires Explorateur E Attribut Valeur 9 ACP Y 0 12 C Visualisation K ji DIET Arbre de recouvrement minimal Taille des donn es 150 x 5 FIGURE 6 Enveloppes convexes de groupes des images s lectionn es par l utilisateur voir section 7 5 Options permet de r gler divers options li es notamment l affichage Les options sont d crites en section 6 7 Aide Ce menu comporte deux sous rubriques Manuel en ligne donne acc s une version en ligne de ce manuel propos d Explorer3D affiche quelques informations de version 6 Fonctions g n rales 6 1 M thodes de projection 6 1 1 A partir d un fichier attributs valeurs M thode de projection Plusieurs techniques sont propos es dans la sous fen tre M thode de projection accessible par le menu Perspectives ND gt 3D Le choix de la m thode se fait via une liste d roulante Les techniques disponibles actuellement sont ACP il s agit de la m thode par d faut elle projette les objets de mani re ce que leurs distances dans l espace de project
22. Explorer3D Manuel d Utilisation Version 1 2 Matthieu EXBRAVAT Lionel MARTIN LIFO Universit d Orl ans 3 janvier 2013 Table des mati res 1 2 Pr sentation g n rale L essentiel Installation 3 1 3 2 Pr requis Installation et d marrage Format des donn es en entr e 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 Notion d attributs compl mentaires Mode multisources Sous ensemble d objets Fichiers attributs valeurs 4 4 1 Cas g n ral 4 4 2 Attribut s parateur sp cifique 4 4 3 Sous ensemble d objets 4 4 4 Gestion des attributs descriptifs symboliques Fichiers de distances Fichier de coordonn es 4 6 1 Sous ensembles d objets Fichiers ne comportant que des attributs compl mentaires Noms d attributs r serv s attributs compl mentaires Importation de donn es Pr sentation de l interface de visualisation 5 1 5 2 Prise en main ee Menus de la fen tre de contr le aoaaa aaa 2 M Exbrayat L Martin 6 Fonctions g n rales 15 6 1 M thodes de projection 15 6 1 1 A partir d un fichier attributs valeurs 15 6 1 2 partir d u
23. RO 116 67600 137 87100 111 36600 Choisissez l une des actions possibles G lphon_RO 116 01400 141 78100 110 65500 0 7 phon RO 120 55200 131 16200 113 78700 Sauve ZAUVSERI Charger e Outil d importation de donn es 8 phon_ RO 120 26700 137 24400 114 82000 Se 9 phon_ RO 107 33200 113 84000 104 31500 d ee D E D par pen A em 10 phon_ RO 95 73000 132 06800 91 75400 0 1 name MDVP Fo MDVP Fhi MDVP Flo Na EE hasnionno los 55600 AY 12 hon RO 1 00 74 99700 d 4 Il gt B phon_Ro 00 1 tape 5 Validation du nombre d objets et de descripteurs E phon Ro son Votre fichier comporte 195objets d crits par 23 attributs de description et 1 attributs compl mentaires Nouvelle version phon Ro 116 87100 Vous avez fourni les noms des descripteurs 1 j Phon Ro 2086200 1 16200 1 Lx 195 z ah mie 5 9 pho FAT fo n_RO 95 73000 00 o Er 5 IMDVP Fo Hz MDVP Fhi Hz MDVP Flo Hz MDVP Jitter 6 MDVP Nouvelle version ere B z z veiro Ae MENPIF TI MONT FIO RA MOVE a 19 99200 157 30200 74 99700 0 00784 0 00007 0 00370 119 6200 157 30200 74 86700 0 0078410 0000 ojd 22 40000 148 65000 113 81900 0 00968 0 00008 0 00465 Ts EERE nn E 116 68200 131 11100 111 55500 0 01050 0 00009 0 00544 Rene arenam ooaario aos nonga 116 67600 137 87100 111 36600 0 00997 0 00009 0 00502 120 55200 131 16200 113 78700 3 AC ES AE RER ER RAA E E 120 21 24400 114 82000 0015 a 70
24. brayat L Martin L utilisateur ne fournit ici que trois objets de rang 5 20 et 110 dans son syst me de num rotation qui d marre 1 Il s agit donc des objets 4 19 et 109 dans Explorer3D 4 4 4 Gestion des attributs descriptifs symboliques Par d faut les attributs de description sont de type num rique r el Explorer3D sup porte cependant les attributs symboliques Par symbolique on entend tout attribut ne prenant pas ses valeurs dans un domaine continu il peut donc s agir de cha nes mais aussi d entiers Afin d indiquer leur pr sence le nom de l attribut doit se terminer par S Ceci est illustr par l exemple suivant 151 5 R1 S R2 S R3 S R4 S R5 Classe A Vert OUI 19 VRAI B Rouge NON 17 VRAI C bleu NON 49 FAUX On peut constater que les 4 premiers attributs sont symboliques Concernant les attributs num riques une extension N est possible mais elle est optionnelle Concr tement les attributs symboliques sont trait s par binarisation la liste des valeurs possibles est g n r e par un premier parcours du fichier de donn es Chaque attribut symbolique est ensuite remplac par une liste d attributs correspondant chacun une valeur de l attribut symbolique prenant la valeur 0 ou 1 Ces attributs portent le nom de lattribut d origine avec le suffixe valeur Par exemple dans le jeu de donn es ci dessus R1 est remplac par deux attributs R1 1 et R1 2
25. couleurs est alors calcul avec comme extr mes les valeurs min et max de l attribut choisi voir figure 18 Chaque objet Explorer3D Manuel d Utilisation 25 est color en fonction de la valeur qui lui est associ Cette coloration peut tre d clen ch e partir de trois actions la s lection d un attribut compl mentaire explicitement num rique la visualisation d un SVM par coloration des objets en fonction de leur dis tance l hyperplan s parateur voir section 7 6 et la mat rialisation par coloration des objets des valeurs d un axe de projection voir section 6 9 Cette l gende comporte tout simplement le d grad avec les valeurs min et max correspondant aux extr mes X1 10 D L gende Axe PRAXIS 1 FIGURE 18 L gende sur attribut continu On peut remarquer ici que la coloration correspond la position sur l axe xl 6 8 3 L gende base de textures Comme pr sent en section 6 2 5 les couleurs peuvent tre remplac es par des textures La l gende permet de modifier la texture associ e un groupe 6 9 Axes de projection La sous fen tre donn es repr sent es permet diff rentes actions sur la projection des objets dans les vues 3D Les deux premi res option propos es sont Zoom dimensions peu discriminantes suivant la m thode de projection il est fr quent que les objets soint bien dispers s suivant l axe x1 moins suivant l axe x2
26. de visualisation Il permet de visualiser des objets dans un espace 2D ou 3D gr ce diff rentes techniques de projection spatiale Lorsque les objets sont d crits par un ensemble d attributs Explorer3D proc de une r duction de dimensions supervis e e g Analyse Discriminante ou non supervis e e g ACP Lorsque l on dispose d une information de distance ou de dissimilarit entre objets Explorer3D utilise des techniques de positionnement multidimensionnel MDS Diff rents outils de classification non supervis e sont disponibles afin d aider l utilisateur dans son interpr tation graphique Ezxplorer3D est globalement orient vers une utilisation interactive permettant des ex tractions de sous ensembles d objets des ajouts de contraintes de positionnement etc 2 L essentiel Charger un fichier aller dans le menu Fichiers charger un fichier Si vos donn es ne sont pas un format reconnu par Explorer3D un outil d import sera automatique ment ouvert voir section 4 9 Visualisation d images associ es vos objets pour utiliser cette fonctionnalit votre fichier source doit comporter une colonne indiquant le nom de l image associ e chaque objet voir section 4 Une fois votre fichier charg et visualis rendez vous dans la sous fen tre Attributs compl mentaires et indiquez pour Donn es associ es le nom de la colonne correspondant aux nom
27. dessus sont quivalents aux attributs compl mentaires d crits dans la section pr c dente ils ne servent pas au placement des objets mais apportent des informations compl mentaires Si on indique un nombre d attributs plut t qu une liste de noms les attributs sont automatiquement nomm s Att1 Att2 etc Voici un exemple de fichier extraits d un fichier de distances entre enluminures 166 1 0694574 1 1302139 1 0019832 1 0004523 1 0666028 0 96607274 1 1858556 image classe mS0001_1 jpg ms0001 Mazarine Fr SW D but 12eme mS0001_2 jpg ms0001 Mazarine Fr SW D but 12eme Il y a ici 166 objets pour chaque objet on dispose de deux informations le nom d un fichier image associ et le nom du document d origine ce fichier fournit des distances entre enluminures les images ne sont pas stock es dans ce fichier mais les noms d images peuvent tre utilis s par la suite pour acc der aux fichiers images Le premier objet appartient au document ms0001 Mazarine Fr SW D but 12eme et est accompagn de l image ms0001 1 jpg Le second provient du m me manuscrit et est accompagn de l image ms0001 2 jpg La distance entre le premier et le second objet est 1 0694574 la distance entre le premier et le troisi me objet est 1 1302139 etc 4 6 Fichier de coordonn es Contrairement aux autres formats ce type de fichier ne commence pas par le nombre d obj
28. e Java3D JavaSE et Java3D peuvent tre respectivement t l charg es depuis http www oracle com technetwork java javase downloads index html http www oracle com technetwork java javase tech index jsp 138252 html Si java3D est mal install ou absent un message d erreur doit s afficher Toutefois un d marrage qui n aboutit pas l affichage de la fen tre de contr le ou des affichages qui ne se produisent pas correctement peuvent aussi tre un sympt me de l absence de la mauvaise utilisation ou d une version inadapt e de java ou de java3D 3 2 Installation et d marrage Explorer3D se pr sente sous la forme d un fichier java archive explorer3d jar Il se lance donc gr ce la commande java jar explorer3d jar Dans divers environnements e g MacOS on pourra lancer explorer3D en cliquant sur explorer3d jar Toutefois ce mode de lancement risque de masquer les ventuels probl mes de d marrage Le lancement par double clic ne fonctionne pas sous Windows 7 Une astuce simple consiste cr er un fichier explorer bat dans le r pertoire o se trouve explorer3D jar et de placer dans ce fichier la commande java jar explorer3d jar Le double clic sur explorer bat permettra de lancer Explorer3D Le recours cette astuce est conseill galement dans le cas d une installation personna lis e de java3D n cessitant l utilisation du classpath L option jar interdisant l
29. e SVM 3 me axe 7 7 Noyaux Les noyaux sont un outil puissant dont l usage en apprentissage automatique s est prin cipalement r pandu gr ce aux SVM En effet l espace d origine et l espace de projection ne permettent pas toujours de trouver un hyperplan s parateur Les noyaux reposent sur l id e de calculer de nouveaux attributs par combinaison des attri buts existants Ces combinaisons ne sont pour la plupart pas lin aires mais doivent respec ter certaines propri t s Pour ces aspects techniques on invitera l utilisateur consulter la bibliographie du domaine Les noyaux sont disponibles dans les perspectives SVM et ND gt 3D La sous fen tre Noyaux permet de s lectionner un noyau et le cas ch ant de fixer les param tres associ s Le noyau est choisi dans une liste d roulante Lorsqu un noyau est choisi il s applique tout nouveau calcul de projection clic sur le bouton Calculer de la sous fen tre M thode de projection M thode de projection ACP del v Dual automatique Dual forc Calculer Noyaux Polynomiale v 2 FIGURE 37 Fen tre de contr le des noyaux On voit qu un noyau polynomial a t choisi avec un polyn me de niveau 2 Nous donnerons uniquement et sommairement ici la liste des noyaux disponibles dans Explorer3D Explorer3D Manuel d Utilisation 41 noyau lin aire ce noyau ne fait rien Il perme
30. e appara tre qu un ensemble d objets choisis partir des images associ es Pour cela il faut bien entendu avoir d fini l attribut compl mentaire correspondant aux images associ es Il suffit ensuite de cocher l l ment Exploration partir des images dans le menu Outils Les objets sont alors tous retir s de la vue 3D ils sont rendus invisibles Une fen tre Images associ es s ouvre dans laquelle les images apparaissent fig 33 L utilisateur choisit les objets qui l int ressent soit gr ce la liste d roulante situ e en haut de la fen tre onglet Liste validation soit en saisissant directement son nom onglet Nom validation chaque ajout l image correspondante est affich e et l objet est r affich dans la sc ne 3D Lorsqu une image est cliqu e elle est consid r comme s lectionn e et il en va donc de m me de l objet correspondant qui est plac en surbrillance dans la Explorer3D Manuel d Utilisation 37 Fichiers Perspectives Outils Aide Contraintes Indice E supprimer lris setosa Iris setosa ris setosa ris setosa en ris setosa Nombre de points afficher 10 Cri Jiris setosa PPF 7 ris setosa Valider lris setosa 48 ris setosa D ris setosa Comparaison Anomalie D placement Axes d observations ObjetA rouge ObjetB vert Comp 41
31. e de groupes 8 Arbre de recouvrement minimal 4 3 2 2 2 2 Effacer Stables S Nombre de classes pour KMeans 5 Nombre de runs de KMeans j 5 Recalculer Donn es repr sent es Observations y Courbes 2D Attributs compl mentaires Contr le plus proche voisin Y Taille des donn es 401 x 468 Specif Data Spec Langage FIGURE 29 Arbre de recouvrement minimal et classification hi rarchique 7 4 Reconfiguration spatiale Il s agit d une fonctionnalit exp rimentale que nous vous invitons tester Cet outil accessible partir des menus Outils Interaction permet de poser des contraintes sur la proximit ou l loignement spatial de divers objets et donc de reconfigurer l espace de projection afon de respecter au mieux les nouvelles contraintes tout en offrant par ailleurs une projection limitant les distorsions Nous vous invitons dans un premier temps manipuler l outil Comparaison 7 4 1 Comparaison Proc dez comme suit Cochez la case ObjetA puis cliquez sur un objet pour le s lecionner Une cible rouge appara t autour de l objet voir fig 30 Une cible verte appara t galement Elle d signe le second objet celui que l on souhaite approcher ou loigner de l objet A Par d faut il s agit de l objet portant le num ro 0 Explorer3D Manuel d Utilisation 35 Cochez la case ObjetB Cl
32. e plus loign possible des objets des deux groupes il est donc en quelque sorte m dian Une s paration aussi simple n tant pas toujours disponible on peut tol rer une marge d erreur quelques objets du mauvais c t et ou utiliser un hyper plan situ dans un espace plus complexe que l espace de description ou l espace de projection Pour cela on a g n ralement recours un noyau voir section 7 7 Une fois l hyper plan s parateur d fini on peut estimer le groupe d appartenance des objets non tiquett s suivant le c t ou ils se trouvent et leur loignement par rapport l hyper plan Par ailleurs si l on a plus de deux groupes on peut soit d finir des SVM entre deux groupes ou entre un groupe et tous les autres Dans Explorer3D les fen tres de manipulation des SVM sont accessibles partir du menu 38 M Exbrayat L Martin Images associ es ME isualisation 3D media My Passport Graphem Gamme _Logicielle Graphem Resultats Guillaume 2009 11 02 Guillaume1pctL10 cs _ o x Options i maragan rene F aet kma LSS From 0 To 39 gt gt FIGURE 33 Exploration partir des images affichage des 5 plus proches voisins activ Perspectives SVM Pour les utiliser il faut auparavant avoir d fini l attribut de classe La figure 34 montre un exemple d utilisation des SVM dans un cas simple le tr s classique jeu de donn es
33. egarder les changements Charger un fichier Taille des donn es 150x 5 FIGURE 31 Correction de distance la contrainte a t appliqu e On peut voir que la projection a chang et que les deux points concern s ont t rapproch s objets du voisinage un per un puis on clique sur ajouter Ensuite on coche objet d placer et on indique l objet que l on souhaite loigner de ce voisinage Il suffit ensuite comme dans les cas pr c dents de cliquer sur Valider puis sur Recalculer 7 4 4 Axes d observation Afin d observer un sous ensemble d objets il est possible de mettre en place des axes d ob servations Pour cela on se rend dans l onglet Axes d observation voir figure 32 puis on s lectionne les deux objets formant les extr mit s de l axe ou dans un sens plus strict du segment observ On r gle le nombre de points afficher par d faut 10 et on clique sur Valider Les dix objets les plus proches du segment et se projetant sur celui ci sont alors s lectionn s et un tableau indiquant leur num ro et leurs attributs compl mentaires apparait fen tre caract ristiques On peut g rer simultan ment plusieurs axes d observation et les dissimuler supprimer gr ce la fen tre Axes 7 5 Exploration partir des images Afin de rendre l espace de projection plus lisible il est possible de ne fair
34. ent de faire appara tre diff rentes informations le groupe principal d un objet mais galement les objets appartenant un certain point chaque groupe Nous avons donc d velopp une visualisation reposant sur la technique des enveloppes convexes voir figure 27 pour chaque groupe ou un sous ensemble de groupes s lection n s on fait appara tre l enveloppe convexe convexe contenant tous les objets appartenant un groupe au moins x pourcents Le seuil x peut tre r gl dynamiquement par le biais d un composant graphique et l on peut donc observer dynamiquement l volution des enveloppes en fonction de x Il est noter que cet outil peut galement tre utilis lorsque la classification floue n est pas fournie par un outil interne mais directement dans les donn es transmises au logiciel donc effectu e par un outil tiers 7 3 4 Classification par densit DBSCAN Contrairement aux techniques pr c dentes qui fonctionnent suivant la distance au centre et g n rent donc des groupes structure sph rique les techniques de classification par densit consistent consid rer que les centres de groupes sont les zones spatiales les plus denses L agr gation des objets aux groupes se fait ensuite par voisinage De telles techniques sont utiles lorsque les objets sont structur s par zones de fortes densit et suivant des formes complexes Lors de l utilisation de cette m
35. et donc avec l option de centrage s lectionn e conduit des valeurs entre 1 et 1 6 1 2 partir d une matrice de distance La seule m thode par d faut est un MDS m trique c est dire d une projection lin aire qui place globalement les objets de mani re respecter au mieux les distances En th orie on ne peut l appliquer raisonnablement que si les donn es fournies sont bien des distances au sens math matique du terme Il n y a pas de conditionnement disponible R cemment nous avons ajout des m thodes noyaux Celles ci font l objet d une section sp cifique 7 7 Sommairement ces m thodes accessibles partir de la sous fen tre noyaux per mettent de calculer les distances non euclidiennes Par exemple si l on applique le nooyau isomap on obtiendra une projection diff rente ne tenant compte pour la projection que des distances entre objets proches ce type de noyau est en g n ral utilis lorsque l on sait que les objets dans leur espace d origine sont r partis le long d une surface non plane ce que l on appelle en math matiques une vari t Explorer3D Manuel d Utilisation 17 6 1 3 partir d une liste de coordonn es 3D Dans le cas de coordonn es 3D la projection reproduit l identique les coordonn es fournies Les outils de centrage et dilatation dans la vue 3D restent disponibles voir section 6 4 6 2 Utilisation affichage d
36. et encore moins suivant l axe x3 crasement autour de x3 0 Afin de mieux r partir les objets dans l espace on peut cocher cette option qui va redilater les axes les moins exploit s voir figure 19 26 M Exbrayat L Martin Centrage nuage image cette option permet de d placer les points afin que l origine des axes ne corresponde plus au centre de gravit vue standard mais la valeur m diane suivant chaque axe Ces deux options s appliquent la vue active et toutes les vues cr es par la suite jusqu d slection de ces options Visualisation 3D Attribut Valeur iris cvs Fichiers Perspectives Outils Pr traitements M thode de projection lac w v Dual automatique C Dual forc Calculer Noyaux Remise z ro des transformations f A Remettre z ro Donn es repr sent es v Zoom dimensions peu discriminantes Centrage nuage image 15 RH BH Afficher 5 ao Dimension cou leur EL 1H Nhcaruatinnc FIGURE 19 Zoom dimensions peu discriminantes et centrage nuage image La vue de gauche correspond la vue standard d une ACP celle de droite l application des deux options sur la m me ACP Les vues ont t tourn es afin de voir les axes x2 et x3 On peut voir que les objets sont plus cart s droite sur l axe x3 zoom dimension peur discriminante et dans une moindre mesure suivant
37. ets contenus celui ci est calcul automatiquement Cette disposition est susceptible de changer dans les versions ult rieures Optionnellement le fichier peut comporter une premi re ligne indiquant le nom de chaque attribut En son absence les noms sont automatiquement attribu s Chaque ligne suivante d crit un objet Elle comporte trois r els correspondant aux coor donn es de l objet Ces trois r els peuvent tre suivis d attributs compl mentaires Pour l affichage les coordonn es seront automatiquement r duites toute valeur de coordonn es se trouve entre 1 et 1 Voici une exemple de fichier contenant 3 points 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 0 2 10 M Exbrayat L Martin 4 6 1 Sous ensembles d objets Si le fichier ne contient qu un sous ensemble des objets le mot cl SUBSET doit tre ajout seul en premi re ligne du fichier Les lignes suivantes seront donc constitu es de quatre valeurs la premi re tant le rang global de l objet Comme pour les fichiers attributs valeurs SUBSET peut tre suivi de START WITH pour sp cifier un offset Par exemple SUBSET START WITH 1 4 0 5 0 5 0 5 2 0 5 0 5 0 5 1 0 0 2 On fournit ici des coordonn es pour les objets 4 2 et 1 avec un offset de 1 c est dire qu il s agit des objets de rang global respectif 3 1 et 0 4 7 Fichiers ne comportant que des attributs compl mentaires Il est possible de charger des fic
38. ette texture dans la l gende Les textures sont reproduites sur les ellipso des et les enveloppes convexes si celles ci sont trac es En revanche les couleurs ont t conserv es dans la version actuelle pour distinguer les objets s lectionn s un objet s lectionn apparaitra color m me si on utilise les textures il redeviendra textur s il n est plus s lectionn La figure 10 illustre l utilisation de textures On peut voir que l utilisateur est en train de red finir la texture associ e un groupe en l occurence iris virginica re a aaee mm Visualisation Infos mod Classe Ellipsoide Enveloppe convexe Couleur Nom o Choix de texture Texture actuelle A EN7 Hs ER Annuler o L gende Axe 12 95008 22 14167 FIGURE 9 Coloration par d grad FIGURE 10 Utilisation de textures 6 3 Utilisation de la souris Il est conseill d utiliser une souris 3 boutons De nombreuses manipulations sont acces sibles par le biais de la souris s lection d objets affichage d informations etc 6 3 1 Manipulation de la sc ne 3D En cliquant sur le fond 3D c est dire sans que le pointeur de souris se trouve sur un objet particulier on obtient les comportements suivants Bouton gauche rotation Bouton central zoom Bouton de droite translation 6 3 2 Action sur les objets raccourcis Quelques actions sont accessibles en un simp
39. euses dimensions Les trois dimensions les plus significatives sont utilis es pour la projection en rouge dans l histogramme ce qui correspond 49 5 de la variance camembert Un attribut de classe a t s lectionn l indice de Dunn en indique la qualit 6 11 Sauvegarde de projet L utilisateur peut sauvegarder le projet en cours afin de le recharger plus tard Cette sauvegarde dans sa version actuelle comporte les sources de donn es et les vues 3D issues directement de ces sources ou de sous ensembles d objets Sont galement sauvegard s les attributs compl mentaires actifs classe couleur etc Pour sauvegarder le projet courant aller dans le menu Fichiers et choisir sauver le projet Pour charger un projet choisir charger un projet Les projets sont par d faut sauvegard s avec l extension e3d Techniquement parlant ce sont des fichiers texte organis s suivant le format JSON 7 Outils principaux 7 1 Manipulation multi vues Explorer3D a t profond ment modif afin de permettre une manipulation multi vues interactive Ce m canisme se d cline en plusieurs aspects d une part le fait de pouvoir ouvrir simultan ment plusieurs fen tres de visualisation et d autre part le fait de pouvoir suivre les objets s lectionn s entre ces diff rentes vues 28 M Exbrayat L Martin 7 1 1 Syst me multi vues Par vue nous d signons ici la fen tre 3D On peut ouvrir plus
40. hiers ne contenant que des attributs compl mentaires sans aucun information de projection On utilise alors le format des fichiers attributs valeurs en positionnant 0 le nombre d attributs descriptifs 4 8 Noms d attributs r serv s attributs compl mentaires Il est possible d utiliser des noms d attributs sp cifiques dans le fichier de donn es Ces noms sont r serv s pour d signer des types d attributs particuliers et ont un impact sur le fonctionnement du logiciel ils lient directement ces attributs des l ments visuels t che qui est habituellement faite la main comme d crit en section 6 2 1 Les deux noms r serv s sont ce Jour ImgFileName la colonne contient les noms de fichiers images Le chemin d acc s aux images est toujours relatif au r pertoire du fichier de donn es par exemple dans le fichier de donn es de la section 4 5 les fichiers images sont suppos s tre dans le m me r pertoire que le fichier de donn es Un nommage absolu partir de la racine est possible Ces images peuvent ensuite tre visualis es de mani re contex tuelle au passage de la souris sur l objet ou permanente la demande exemple data images enluminures img0001 png Class classe associ e chaque objet Dans Explorer3D la classe est mat rialis e par une couleur La classe peut tre repr sent e par une valeur textuelle ou num rique La correspondance classe couleur e
41. i aua on choisit de remplacer le troisi me axe o amp mate a er 22 b FIGURE 47 Voyage travers les dimensions apr s le changement d axe Index analyse discriminante lin aire 14 Sheppard diagramme de 39 analyse en composantes principales 13 svm 35 arbre minimal de recouvrement 31 attributs compl mentaires 15 visualisation 2D 39 axes de projection 23 Voronoi cellules de 39 choix 24 vue active 26 coloration 24 i zoom dimensions peu discriminantes 23 voyage travers 43 centrage nuage image 24 classification hi rarchique 31 coloration par d grad 16 texture 17 conditionnement de donn es 14 Crop circulaire 20 rectangulaire 19 dimension couleur 24 explorateur de vues 27 import de donn es 41 l gende multiclasses 22 l gende sur attribut continu 22 loupe 19 noyaux m thodes 38 observations 25 options gestion des 20 positionnement multidimensionnel MDS 14 pr traitement 14 pr traitements 9 projection coordonn es 3D 15 matrice de distances gt 3D 14 ND gt 3D 13 projection interactive anomalie 33 axes d observation 34 comparaison 32 d placement 33 47
42. ieurs fen tre 3D pour un m me jeu de donn es notamment pour les raisons suivantes voir simultan ment la projection sous diff rents angles effectuer plusieurs projections diff rentes ACP ALD etc voir simultan ment une vue d ensemble et un ou plusieurs zoom locaux crops 7 1 2 Effet des commandes sur les vues 3D Certaines commandes sont globales et vont affecter toutes les vues il s agit par exemple de la coloration de sobjets notamment pour identifier les classes En revanche beau coup de commandes n ont pas vocation s appliquer globalement telles les op rations de clustering les crops etc qui s appliquent sur une vue donn e Ceci conduit d finir la notion de vue active la vue active est la vue sur laquelle s ap pliquent les commandes non globales Comment d signer et identifier cette vue On peut choisir la vue activer en donnant le focus sa fen tre Une fois la vue active sa fen tre est bord e de rouge voir figure 21 Une vue reste active tant que l on ne d signe pas explicitement ou implicitement une nouvelle vue active Lorsque l on cr e une nouvelle vue celle ci devient automatiquement active A tout instant il y a au plus une vue active Fichiers Perspectives Outils Pr traitements M thode de projection Analyse rw discriminante Sigma 4 Calculer Noyaux Remise z ro des transformations Donn es repr sent es Observat
43. int rieur du rectangle voir fig 12 21 Explorer3D Manuel d Utilisation E FIGURE 11 S lection multiple rectangle FIGURE 12 S lection multiple effectu e 6 5 Loupe Cet outil activable par le menu contextuel permet de voir plus en d tail les objets proje t s Cependant sont int r t premier vient du fait que les objets sous la loupes se retrouvent s lectionn s On peut alors suivre cette liste d objets s lectionn s dans toutes les vues s il y en a plusieurs Les param tres de la loupe diam tre coefficient sont r glable partir de la sous fen tre Outil loupe accessible par le menu Perspectives Aspect La figure 13 illustre l utilisation de la loupe D Explorer3t Visualisation 3D Attribut Valeur iris cvs Fichiers Perspectives Outils Attributs compl mentaires Param tres de style Fond d espace Sombre AI Quadrillage espac Param tres d espace Dilatation objets Dilatation de l espace Q Outil Loupe Diametre de la loupe Coefficient de la loupe FIGURE 13 Loupe Dans la vue de droite les objets s lectionn s sont ceux qui se trouvent sous la loupe dans la vue centrale A noter la fen tre de param trage de la loupe dans la fen tre principale de commande gauche 6 6 Zoom sur un sous ensemble d objets Crop Le m canisme de crop consiste s lectionner
44. ion corresponde au mieux leurs distances dans l espace d origine on consid re que l ensemble des descripteurs fournis correspond aux coordonn es dans un espace de grande dimension Lorsque l ACP est s lectionn e on dispose de deux options permettant de g rer l ex cution duale de ACP Sans entrer dans les aspects techniques la m thode duale fournit les m mes r sultats que l ACP mais est plus rapide lorsque le nombre de dimensions est plus grand que le nombre 16 M Exbrayat L Martin d objets noter que cette m thode duale interdit ensuite l utilisation de certains outils comme la correction de projection par interactions On dispose de deux options dual automatique d tecte si le nombre de dimensions et sup rieur au nombre d objets et utilise la m thode duale le cas ch ant dual forc force l utilisation de la m thod duale Analyse discriminante cette m thode et toutes les suivantes supposent que l on dis pose d une tiquette pour chaque objet on sait quels objets appartiennent quel classe En d autres termes cela suppose que l on a sp cifi un attribut compl mentaire classe voir section 6 2 1 La projection va donc se faire en cherchant rapprocher les objets d une m me classe tout en loignant les diff rentes classes Cela se fait en limitant toutefois les d formations par rapport l espace d origine Analyse r discriminante similaire la pr
45. ion des objets Il est possible par le biais des options d activer l affichage d un tableau contenant les informations compl mentaires des objets manipul s Comme d fini pr c dement les at tributs compl mentaires sont les informations fournies mais non utilis es dans le calcul de la projection spatiale Il peut s agit par exemple de la classe si une classe est fournie d un nom de fichier image associ etc Plusieurs attributs peuvent tre fournis Ce tableau contient par d faut tous les objets de la sc ne 3D tri s suivant leur ordre dans le fichier de donn es Par d faut tous les attributs compl mentaires apparaissent 30 M Exbrayat L Martin On peut choisir les attributs affich s gr ce au menu Visibilit colonnes attributs compl mentaires Il est galement possible de faire appara tre les coordonn es de pro jection des objets gr ce au menu Visibilit colonnes coordonn es de projection Par d faut ces colonnes ne sont pas affich es Il est pr vu dans une version ult rieure de pouvoir afficher les attributs ayant servi calculer la projection Toutefois le nombre d attributs tant potentiellement large la mise en oeuvre technique n cessite r flexion Il est possible de s lectionner les objets dans cette liste et de r duire les lignes visibles aux seuls objets s lectionn s voir fig 23 Pour cela cocher Filtrer s lection dans le menu Visibilit lignes
46. ions Courbes 2D Attributs compl mentaires Explorateur L gende Ba ES Visualisation Infos mod Ef Attribut Valeur Classe Ellipsoide Enveloppe convexe Couleur Nom Card acp ds 9 E3 0 1 2 visualisation 3D v O En Iris setosa 50 GJALD ra m Ei Iris versicolor 50 E3 0 1 1 e EN SR Visualisation 3D en Es Aai 9 E ARD 9 0 1 2 Visualisation 3D E Attribut Valeur ACP 9 E 0 1 2 C visualisation 3 E Il Pr Arbre de recouvrement minimal Taille des donn es 150x5 ACP Diagonalisation OK FIGURE 21 Plusieurs vues simultan es La vue active en bas droite est rep r e par sous liser rouge On peut remarquer ici l utilisation de commandes globales la coloration en fonction des classes et locales la mise sur fond clair de la vue en haut gauche Explorer3D Manuel d Utilisation 29 7 1 3 Explorateur de vues La liste des vues disponibles peut tre consult e dans la sous fen tre Explorateur de la fen tre principale Cette sous fen tre contient une arborescence avec la racine la source de donn es utilis e puis la m thode appliqu e sur cette source enfin la projection effectu e indiquant les axes de projection choisis et enfin la vue calcul e sur cette base La vue active est mise en avant dans cette arborescence Le fait de cliquer sur l une des vues dans l arborescence rend celle ci active La
47. iquez ensuite sur l objet dont vous souhaitez modifier la distance par rapport l objet A La cible verte se d place alors sur cet objet voir fig 30 A l aide de l ascenceur horizontal posez la contrainte de distance vers la gauche les objets doivent se rapprocher Vers la droite ils doivent s loigner voir fig 30 Cliquez sur Valider pour valider votre contrainte Cliquez sur Recalculer pour g n rer une vue 3D tenant compte de votre contrainte Lorsque les calculs sont termin s les cibles disparaissent et sont remplac es par les num ros des objets On observe ensuite la d formation de l espace voir fig 31 Plusieurs contraintes peuvent tre saisies pour un m me calcul Il est toutefois d conseill pour l instant d ajouter beaucoup de contraintes ou de mettre des contraintes oppos es Explorer3D x1 10 Fichiers Perspectives Outils Contraintes Comparaison Anomalie D placement Axes d observations ObjetA rouge n 41 41 ObjetB vert n 98 98 dist vue 3D dist espace d origine Avant 1 6683884 Apres 1 6659153 a t a 50 100 Vaidy Comp 41 98 lt 0 85087806 Tout Annuler Recalculer Sauvegarder les changements Charger un fichier Taille des donn es 150 x 5 f FIGURE 30 Correction de distance On peut voir les deux points concern s dans la vue
48. iris Nous pouvons voir dans la fen tre de contr le que nous avons trac un SVM entre le groupe iris setosa et le reste des objets qu il se fait sur les donn es projet es et qu il est visualis dans la fen tre 3D Notons que la visualisation sous forme de plan ne peut se faire que pour les donn es projet es Les fonctionalit s disponibles sont les suivantes fen tre SVM permet essentiellement de choisir les objets allant de chaque c t du plan s parateur constant laisser la valeur par d faut 1 objets du premier c t une classe parmi les classes connues objets du second c t une classe parmi les classes restantes ou l ensemble des classes restantes fen tre Mode d affichage du SVM mode de calcul on peut calculer le SVM pour l ensemble des attributs de description des objets tels que fournis dans le fichier ou pour leur projection Le SVM sur l espace d origine sera probablement plus pr cis mais ne pourra pas tre visualis dans l espace 3D puisqu il est d fini dans l espace d origine Dumoins il ne pourra pas tre visualis sous la forme d un plan voir point suivant mode d affichage le mode de visualisation le plus simple dans la fen tre 3D est le plan Toutefois il n est pas toujours utilisable Les autres modes disponibles sont coloration et remplacer 3 me axe Avec le mode coloration les
49. l axe x2 et que le nuage est d cal vers la gauche centrage Cette fen tre permet galement de choisir les axes de projection utilis s En g n ral ce choix n a de sens que lorsque le nombre d axes disponibles est sup rieur 3 c est dire pour une projection de type nD gt 3D Toutefois il permet galement de modifier l ordre des axes ou d utiliser plusieurs fois les m me axe L outil permet de choisir les trois axes dans l ordre x1 largeur x2 hauteur et x3 profondeur La projection n est recalcul e qu apr s avoir cliquer sur le bouton Afficher La projection s applique la vue courante Elle ne g n re pas de nouvelle vue 3D mais un d placement des objets dans la vue courante Les axes disponibles sont num rot s de 1 n n tant ici le nombre d axes fournis par la m thode de projection il s agit bien des axes calcul s par cette m thode et non des dimensions d origine fournies par le jeu de donn es Les s lecteurs d axe fournissent une valeur suppl mentaire X qui indique qu il n y aura pas de projection suivant l axe correspondant Par exemple si on indique X pour le troisi me axe alors les objets seront tous dans le plan x1 x2 Enfin cette fen tre permet de s lectionner une dimensions comme support la coloration des objets Il s agit d une des dimensions calcul es par la m thode de projection En co chant la case Dimension couleur
50. la sc ne 3D avec une l g re une rotation mise en valeur des trois axes Afficher les axes originaux avant projection Les axes d origine sont repr sent s dans le sous espace de projection Cette fonction n est valable de pour la r duction de dimension Elle montre comment les axes d origine se projettent dans le sous espace de projection Elle ne constitue pas vraiment une option et devrait prochainement tre plac e hors du menu des options Afficher les images hors 3D permet d afficher les images li es aux objets dans la sc ne 3D ou en dehors de celle ci dans une fen tre ind pendante ce qui est l option par d faut Calcul de la vue 3D au chargement permet de calculer directement la sc ne 3D lors du chargement d un fichier Dans le cas d une r duction de dimensions c est l ACP qui est calcul e Activer du syst me d envoi distant cette fonctionalit concerne surtout la visua lisation sur un mur d images Elle ne devrait donc pas tre activ e pour une utilisation courante Il s agit d une fonctionnalit ancienne et non maintenue dont le bon fonction nement n est pas garanti dans la version courante Explorer3D Manuel d Utilisation 23 Affichage des objets sources tableau permet d afficher dans un tableau les informations compl mentaires des objets visualis s cf section 7 2 Affichage dynamique des images permet de faire appara tre dynami
51. le clic 20 M Exbrayat L Martin Bouton gauche shift s lectionne d selectionne l objet situ sous le pointeur un objet s lectionn appara t en surbrillance Les objets s lectionn s sont par exemple utiles pour les crops mais galement pour retrouv l image correspondante etc Bouton droit donne acc s au menu contextuel pr sent dans la section suivante 6 3 3 Menu contextuel Au contraire des versions pr c dentes le d clenchement d actions partir de la souris a t revu et simplifi Le clic droit ouvre un menu contextuel permettant de choisir diverses actions Lorsque l on fait un clic droit alors que la souris se trouve au dessus d un objet les actions propos es sont afficher cacher l image associ e l objet a un effet uniquement si un attribut corres pondant a t sp cifi afficher cacher toutes les images m me remarque afficher cacher le label associ l objet Si un attribut label a t sp cifi on affiche la valeur de cet attribut Sinon on affiche le num ro de l objet afficher cacher tous les labels afficher cacher les labels des objets s lectionn s effectuer un crop circulaire ce crop est centr sur l objet sous la souris Voir section 6 6 effectuer une s lection multiple Cette action est d crite dans la section 6 4 1 centrer la vue sur l objet se trouvant sous la souri
52. ne de cases cocher fond bleu qui permettent de cocher d cocher l ensemble des cases de la colonne Il est galement possible de faire appara tre l enveloppe convexe d un groupe Pour cela il suffit de cocher les case de la colonne Enveloppes convexes La figure 6 illustre une visualisation o les objets ont t dissimul s et o seules les enveloppes convexes appa raissent Pour terminer nous pouvons manipuler la vue 3D en utilisant tour de r le les trois boutons de la souris gauche rotation centre zoom droit translation Explorer3D Manuel d Utilisation 13 x 0 Ex er3 1 10 ua Fichiers Perspectives Outils o L gende Visualisation Infos mod Pr traitements Param tres ACP Classe Ellipsoide Enveloppe convexe Couleur Nom Card ACP m T ES Iris setosa 50 v Dual automatique C Dual forc l C Iris versicolor 50 _ Dual forc Calculer 7 La C Iris virginica 50 Noyaux Remise z ro des transformations Donn es repr sent es Observations Courbes 2D Attributs compl mentaires classe classe Donn es associ es Label Forme Couleur Explorateur mm E Attribut Valeur EJ ACP 9 E3 0 1 2 Visualisation Taille des donn es 150x 5 FIGURE 4 Visualisation 3D avec couleur et l gende 5 2 Menus de la fen tre de
53. ne matrice de distance 16 6 1 3 partir d une liste de coordonn es 3D 17 6 2 Utilisation affichage d informations compl mentaires 17 6 2 1 Pr sentation g n rale 17 6 2 2 Objets multi classes 17 6 2 3 Affichage des images 17 6 2 4 Sources d images multiples 18 6 2 5 Gestion des couleurs 18 6 3 Utilisation de la souris 19 6 3 1 Manipulation de la sc ne 3D 19 6 3 2 Action sur les objets raccourcis 19 6 3 3 Menu contextuel 20 6 4 S lection d objets ooo a 20 6 4 1 S lection multiple 20 6 5 Loupe 44 44 40 2 21 6 6 Zoom sur un sous ensemble d objets Crop 21 6 7 Options 4 4 22 6 8 L gende 23 6 8 1 L gende multiclasses 24 6 8 2 L gende sur attribut continu 24 6 8 3 L gende base de textures 25 6 9 Axes de projection 25 6 10 Observations oaoa a a 27 6 11 Sauvegarde de projet 27 7 Outils principaux 27 7 1 Manipulation multi vues
54. nt tre recharg s rapidement partir du menu Fichiers Quitter permet de fermer proprement l application 14 M Exbrayat L Martin X D Ex er3 x oO Fichiers Perspectives Outils o L gende Visualisation Infos mod Param tres ACP Classe Ellipso de Enveloppe convexe Couleur Nom Card Pr traitements ACP l LR Iris setosa 50 v Dual automatique E A 3 3 ris versicolor C Dual forc Go e ak C Iris virginica 50 Noyaux Remise z ro des transformations Donn es repr sent es Observations Courbes 2D Attributs compl mentaires Classe casse Donn es associ es Label Forme Couleur Explorateur ET i 9 EJ Attribut Valeur EJ ACP E 0 1 2 Visualisation Taille des donn es 150x5 FIGURE 5 Ellipso des de groupes Perspectives Ce menu regroupe les diff rents types de fen tres de contr le que l on peut faire appara tre dans la fen tre principale ND gt 3D permet d acc der aux fen tres de contr le de la projection partir d un fichier attributs valeurs projection de N dimensions vers 3 dimensions Distance gt 3D permet d acc der aux fen tres de contr le de la projection partir d un fichier de distance Aspect permet d acc der la fen tre de r glage des param tres de vis
55. nuel d Utilisation 31 Fichiers Perspectives Outils Aide Fichiers Perspectives Outils Aide Classification Classification 0 Choisir une m thode Y DBSCAN Me Recalculer Recalculer Nombre de points minimum Arbre de recouvrement mi 2 4 Nombre de groupes Rayon de la sph re 5 z 12 Arbre de recouvrement minimal Afficher Recalculer Stables Arbre de recouvrement Nombre de classes pour KMeans Nombre de groupes 5 5 Nombre de runs de KMeans Arbre de recouvrement minimal 5 Afficher Recalculer Stables Donn es repr sent es S Nombre de classes pour KMea Observations y 5 Nombre de runs de KMeans Courbes 2D y 5 Attributs compl mentaires Recalculer ae Contr le plus proche voisin Y SR ERRA pre z l t s choix d m thod a l ouverture apres cnolx une etnode FIGURE 24 Fen tre classification Fichiers Perspectives Outils Aide Classification FF rs M lange de lois x Recalculer Arbre de recouvrement min Stables y Donn es repr sent es y Observations y Courbes 2D y Attributs compl mentaires Contr le plus proche voisin Taille des donn es 150x 5 FIGURE 25 M lange de lois 7 3 2 Nu es dynamiques kmeans Dans cette m thode classique on fixe un nombre de groupes dont les centres sont ini tialement positionn s de mani re al atoire
56. objets sont color s suivant un d grad de couleur rouge d un c t vert de l autre La figure 35 illustre ce mode de repr sentation Avec le mode remplacer 3 me axe la projection des objets ne se fait plus que suivant Explorer3D Manuel d Utilisation 39 Choisissez entre la classe Explorer3D Graphem BONE Visualisation 3D nome exbrayat documents recherche developpement jeux iris csv Fichiers Perspectives Outils Aide SVM l Constant Iris setosa v Et le reste v Mode d affichage du SVM Choisissez un mode de calcul du SVM SvM sur les donn es projet es v S lectionnez une mode d affichage plan v Attributs compl mentaires Modalit Afficher classe v Donn es associ es Label Forme Couleur classe Y Noyaux y Taille des donn es 150 x5 Specif Data Spec Langage 1 d A tr Mat Similarit VISU 3D Mat Distance FIGURE 34 Exemple de SVM avec plan s parateur iris les axes x1 et x2 leur coordonn e suivant l axe x3 correspond leur loignement de l hyperplan s parateur La figure 36 illustre ce mode de repr sentation Ces deux derniers modes peuvent tre utilis s avec des SVM calcul s dans l espace d origine ou l aide d un noyau FIGURE 35 Exemple de SVM avec coloration 40 M Exbrayat L Martin FIGURE 36 Exemple d
57. on active la coloration par valeur continue en utilisant comme valeur pour chaque objet la valeur de projection correspondant l axe indiqu dans le s lecteur Il s agit ici encore des axes calcul s par la m thode de projection et non des dimensions d origine fournies par le jeu de donn es cette disposition est susceptible d voluer et pourrait tre tendue aux attributs sources dans les versions ult rieures La figure 18 illustre la coloration en fonction d un axe de projection Dans cet exemple on a utilis un des axes r ellement utilis pour la projection celui de x1 mais on aurait Explorer3D Manuel d Utilisation 27 pu utilis un autre axe non utilis pour la projection par exemple le quatri me ou le cinqui me axe fourni par la m thode de projection 6 10 Observations Cette sous fen tre visualise la part de variance port e par les axes issus de la m thode de projection figure 20 Un histogramme donne la part de variance par axe les axes utilis s pour la projection sont en rouge les autres en bleu Un camembert donne la part de variance restitu e dans la vue 3D active Si un attribut de classe est s lectionn une indication de la puret des groupes est fournie indice de Dunn Observations Variance expliqu e 49 5 Indice de Dunn 0 00386 FIGURE 20 Sous fen tre Observations Nous pouvons voir ici que la projection a donn lieu de nombr
58. on en dur chaque objet appartient un seul groupe soit une affectation souple dite floue ou chaque objet appartient un certain degr chaque groupe Il est possible de visualiser ce genre d affectation Pour cela dans la liste d roulante Classe choisir Multiclasses Cela fait appara tre une sous liste dans laquelle on peut choisir plusieurs attributs L affichage qui en r sulte est similaire celui des nu es dynamiques floues voir section 7 3 3 Les attributs utilis s pour le multi classe doivent tre de type num rique r el chacun indiquant le degr d appartenance de l objet une classe donn e la somme des degr s d appartenance de chaque objet doit tre gale 1 6 2 3 Affichage des images L affichage des images est command e par le menu contextuel ouvert lors du clic droit de la souris voir section 6 3 3 Si dans la fen tre des options section 6 7 la case Afficher les images hors 3D est coch e les images sont affich es dans des fen tres s par es figure 7 dans le cas contraire elles s affichent dans la sc ne 3D figure 8 Dans la figure 7 on peut observer que les objets correspondant aux images ont t s lec tionn s fond rouge des images et coloration claire des objets On peut aussi voir que 18 M Exbrayat L Martin l on fait appara tre une des images dans la vue 3D de mani re contextuelle au passage de la souris Cette image dispara
59. onctionnalit s voir section 6 8 wc options Couleur par d faut Valorisation de la 3 me dimension au d marrage Afficher les axes originaux avant projection a Afficher les images hors 3D iCalcul de la vue 3D au chargement L Zoomer dans une nouvelle fen tre Activation du syst me d envoi distant m Affichage des objets sources tableau L Affichage dynamique des images Vision st r oscopique si disponible m Taille des labels N Taille des objets dynamique v Taille des objets par d faut Commande via le r seau N de port L gende activ e v OK FIGURE 16 Options 6 8 L gende La l gende se d cline en plusieurs aspects suivant la nature de l information de coloration La l gende standard a d j t pr sent e en section 5 1 Elle correspond au cas simple d une coloration reposant sur la classe des objets sur la base d une couleur par classe Il existe actuellement deux autres types de l gendes la l gende multiclasses et la l gende sur attribut continu 24 M Exbrayat L Martin 6 8 1 L gende multiclasses La l gende multiclasses est activ e dans le cas d objets multi classes Cela se produit lorsque l on indique la main un liste d attributs de classe voir section 6 2 2 ou lorsque l on utilise un outil de classification floues voir section 7 3 3 La coloration des objets se fait en fonction de la classe
60. phon RO 116 01400 141 78100 110 65500 E AE 3 g z phon_RO 120 55200 131 16200 113 78700 q calculer la projection 8 phon RO 120 26700 137 24400 i 8 Jd sent une information additionnelle 9 phon_RO 107 33200 113 84000 104 31500 10 Iphon RO 95 73000 132 06800 91 75400 d Utiliser pour les attributs de description EE i nos ose hiannananaalarnnanacana A s ensemble des lignes de 2 fee Il Le ensemble des colonnes de 2 a 24 Nouvelle version Noms d attributs Optionnel i chier source contient le nom des descripteurs indiquer le num ro de la ligne 1 Lee Nouvelle version FIGURE 40 Import type de donn es FIGURE 41 Import description du contenu la vue finale du fichier au format Explorer3D fig 43 L utilisateur a le choix entre une sauvegarde pure et une sauvegarde suivi du chargement du fichier La figure 44 pr sente ACP issue de ce jeu de donn es apr s import Outil d importation de donn es Fichiers Version de base E E fe R 1 name ___ MDVP Fo MDVP Fhi MDVP Flo Na 2 Jphon RO 119 99200 157 30200 74 99700 0 3 phon_RO 122 40000 148 65000 113 81900 tape 6 Fin de l import 4 phon_R0 116 68200 131 11100 111 55500 L import est termin 5 phon_
61. quement dans la vue 3D l image associ e un objet lorsque le pointeur de la souris s arr te sur celui ci Bien entendu cela ne fonctionne que si l attribut indiquant les fichiers images a t d fini cf section 6 2 1 Vision st r oscopique Sur une machine dot e d une carte et d un cran adapt s active la vision st r oscopique Sans effet sur une machine sans carte adapt e Taille des labels r glage de la taille des informations textuelles de la vue 3D Taille des objets dynamique Si cette option est s lectionn e le logiciel choisi lui m me la taille des objets en fonction du nombre d objets afficher et l option Taille des objets par d faut est d sactiv e Taille des objets par d faut si l option Taille des objets dynamique n est pas s lectionn e l utilisateur peut r gler ici la taille des objets Mode multisource Autorise l utilisateur manipuler des donn es multisources see 4 2 Commande via le r seau si cette option est activ e Explorer3D se met en coute sur un port par d faut le port 50000 pour recevoir des commandes Le protocole utilis est pr sent en section 7 9 N de port r glage du port d coute Non accessible dans cette version L gende activ e Lorsque cette option est d sactiv e les l gendes ne s affichent pas Pour plus d informations sur les diff rents types de l gende et leurs f
62. r FIGURE 38 Import fen tre initiale FIGURE 39 Import r glage des d limiteurs lisateur indique le type de donn es import es A l heure actuelle la seule option prise en charge concerne les fichiers attributs valeurs L utilisateur indique ensuite le r le des lignes et colonnes dans le fichier source fig 41 Dans l exemple pr sent les objets sont d crit raison de 1 par ligne Les attributs des criptifs occupent les lignes 2 196 et les colonnes 2 24 La premi re colonne contient les 44 M Exbrayat L Martin noms des objets il s agit donc d un attribut compl mentaire La premi re ligne contient les noms des attributs Dans la version actuelle les attributs compl mentaires et les at tributs descriptifs ne peuvent pas tre entrelac s L outil d import propose ensuite un r capitulatif des donn es import es fig 42 puis o Outil d importation de donn es Fichiers Version de base B p 2 3 4 AE 1 jname MDVP Fo MDVP Fhi MDVP Flo Naj 2 eren RO 119 99200 157 30200 74 99700_ Q tape 3 Type de donn es EE outil d importation de donn es 2 2 6 239 TT 3 Iphon_RO 122 40000 148 65000 113 81900 MR be en Ile Fichiers a jphon RO 116 68200 131 11100 111 55500 C inti arv e E E 5 phon_RO 116 67600 137 87100 111 36600 Des descriptions d obietsz RE 6 I
63. s activer la loupe voir section 6 5 Si le menu contextuel est ouvert alors que la souris ne se trouve pas sur un objet la liste d actions propos es est r duite aux actions globales afficher cacher tout s lection multiple 6 4 S lection d objets Un m canisme de s lection uniformis a t mis en place Il existe plusieurs facons de s lectionner un objet partir de la vue 3D partir de la pr sentation tabulaire partir de la liste d images affich es Dor navant la s lection dans une des fen tres entraine la s lection dans les autres fen tres Par exemple lorsqu un objet est s lectionn dans la zone 3D la ligne correspondante appara t sur fond gris dans le tableau et l image associ e au point apparait sur fond rouge l inverse en cliquant sur une ligne du tableau on s lectionne ou on d s lectionne l objet correspondant dans la sc ne 3D et dans liste d images 6 4 1 S lection multiple Il est possible de s lectionner plusieurs objets en une seule op ration En effectuant un clic gauche alors que la souris ne se trouve sur aucun objet on g n re un rectangle translucide on g n re son coin sup rieure gauche Par la suite le d placement de la souris permet de mat rialiser le rectangle la position de la souris correspond au coin inf rieur droit voir fig 11 Un second clic sur la souris fixe le rectangle et s lectionne tous les objets situ s l
64. s de fichiers Affichage permanent des images associ es aux points 3D faire un clic droit sur le point et s lectionner Afficher cacher image Suivant le param trage des options Afficher les images hors 3D les images seront affich es soit dans une fen tre part soit dans la vue 3D Affichage contextuel des images associ es aux points 3D il est possible d af ficher dynamiquement une image lorsque l on passe sur le point correspondant et de la cacher lorsque l on quitte ce point Pour ce faire cocher Affichage dynamique des images dans les options param trer les options menu Outils options Explorer partir des images il est possible de cacher tous les points 3D puis de ne visualiser que ceux correspondant des images choisies Ce mode d exploration se lance partir de Outils explorer partir des images Elo igner rapprocher des points dans la vue 3D L exploration partir des images permet de modifier le positionnement relatif des objets dans l espace Il existe une deuxi me m thode offrant le m me service mais par le biais d une interface diff rente Aller dans Outils interaction et consulter la rubrique correspondante pour le mode d emploi Explorer3D Manuel d Utilisation 5 3 Installation 3 1 Pr requis Vous devez disposer d une version r cente de java Standard Edition gt 1 6u12 dot e de la librairi
65. se des deux premiers objets n est pas chang e saut de 2 Le troisi me passe en classe 0 la classe du dernier objet ne change pas saut de 1 yal 2 0 1 J msg set classes fast 7 10 Importation de donn es L outil d import est ouvert dans le cas d un jeu de donn es non reconnu ou directement par le menu Fichiers outil d importation de donn es Cet outil assez intuitif commence par chargement du fichier source fig 38 cette tape n est explicite que dans le cas de l acc s via le menu L utilisateur indique ensuite les d limiteurs utilis s dans le fichier source s parateur de champs symbole de d cimale et s parateur de texte fig 39 Une vue du fichier source est pr sent e durant cette tape Le jeu de donn es utilis pour cet exemple est le jeu Parkinson disponible sur le site de UC Irvine A l tape suivante le contenu du fichier est pr sent sous forme tabulaire fig 40 Puti Outil d importation de donn es V ichier source name MDVP Fo Hz MDVP Fhi Hz MDVP Flo Ha4 ph 01_S01_1 119 99200 157 30200 74 9 0l 2 122 4 945 o Outil d importation de donn es z Pa gt Quel s parateur de champ utilisez vous Quel Symbole de d cimale utilisez vous Bienvenue dans l outil d import Quel s parateur de texte utilisez vous Votre fichier doit tre en format texte cvs _ ouvrez le d puis cliquez sur le bouton ci dessous valfe
66. sser de caract res non significatifs en fin de ligne notamment pour les deux premi res lignes veiller ne pas laiser de caract res espace en fin de ligne 4 4 2 Attribut s parateur sp cifique Dans le cas ou l espace ne convienne pas comme s parateur on peut ins rer une ligne dans le fichier de donn es indiquant le caract re utilis Cette information s ins re en troisi me ligne apr s le nombre d attributs et avant la liste de noms d attributs Par exemple si l on choisi comme s parateur le fichier devient 150 4 AIBICIDIclasse 5 113 511 410 2 Iris setosa 4 913 011 410 21Iris setosa 4 713 211 310 21Iris setosa 4 4 3 Sous ensemble d objets Si SUBSET est crit dans la premi re ligne du fichier alors le fichier et consid r comme ne contenant qu un sous ensemble des objets Une valeur num rique doit tre fournie au d but de chaque ligne description d objet donnant le rang global de cet objet La num rotation globale des objets commence 0 dans Ezxplorer3D Si le syst me de num rotation de l utilisateur ne commence pas 0 SUBSET doit tre suivi de START WITH puis de l offset de l utilisateur Par exemple si l utilisateur num rote partir de 1 il doit ajouter START WITH 1 Par exemple SUBSET START WITH 1 3 4 A B C D classe 5 5 1 3 5 1 4 0 2 Iris setosa 20 4 9 3 0 1 4 0 2 Iris setosa 110 4 7 3 2 1 3 0 2 Iris setosa 8 M Ex
67. t es Sn leu 22 le 23 24 25 26 Q 27 CEs Taille des donn es 2000 x PETETETETTTIETETT N m FIGURE 45 Voyage travers les dimensions les objets sont projet s suivant les trois axes les plus repr sentatifs 46 o Explorer3D Fichiers Perspectives Outils Coordonn es dans l espace de visualis A X1 X2 X3 9 Q g T Au AUU UN e 9 10 Q E w TOS LE es 14 Q 15 QC 1e 7 lies CE les 1 QS 20 05 73 bles 52 le 23 Q 24 Q 25 5270 lon z7 C Taille des donn es 2000 x 7 co EX a e A TPIPPIPPIPPITPITITITTTTT LETETTE f 217 FIGURE 46 Voyage travers les dimensions par le quatri me Explorer3D Fichiers Perspectives 190 Q 191 Q 192 193 Q 194 Q 195 Q 196 4 E D 197 198 Q 199 a 200 e 201 Q gt 202 Q 203 204 205 Q 206 Q 207 Q 208 Q 209 Q 210 23 6 w STE en 213 Q 214 215 TITITITTTITTITITTTTTITTITTTTTT TE 216 T C AfficherLignes Affiche Taille des donn es 2000 x 217 W A ae 4 M Cr CEA T DAS A LT use M Exbrayat L Martin w y TT es es M Se r VAL Li CR L 2 Y g SE DA t Ta gt si Tea Ana CS r CCR D er ST HS SR ee 2 1 SES F i 7 ER PIS Sa CTR se Te oh hot AT
68. t d utiliser l espace d origine lorsque les noyaux sont activ s noyau polynomial noyau RBF Sigmo de somap LLE Notons que m me l utilisateur n ophyte la recherche par exemple d une projection satisfaisante peut tester ces diff rents noyaux 7 8 Visualisation 2D La sous fen tre Courbes 2D permet de visualiser diverses courbes compl mentaires Diagramme de Shepard ce diagramme donne le rapport entre les distances dans l espace d origine et dans l espace de projection 2D symboles et 2D labels correspondent la m me projection qu en 3D mais sur les deux premiers axes En mode symboles chaque objet est associ un symbole correspondant sa classe En mode labels on affiche le label des objets par d faut leur num ro Contributions Coscarr s Cellules de Voronoi les outils de ce type servent analyser la vue 3D Elles prennent un instantan de la vue 3D dans lequel les cellules de Voronoi sont trac es autour de chaque objet et color es diff remment suivant les cas Proximit mesure la proxi mit des objets dans l espace d origine Il s agit de visualiser la distance des objets par rapport un objet de r f rence qu il faut s lectionner avant de tracer la courbe Distorsion mesure les distorsions issues de la projection 3D Ces vues ne reposent pas sur les cellules de Voronoi mais sur la triangulation de Delaunay qui cons
69. t d finie automatiquement par le logiciel de visualisation Explorer3D offrant toutefois la possibilit de modifier la vol e les correspondances 4 9 Importation de donn es Dans le cas de donn es sources dont le format n est pas adapt Ezxplorer3D un outil d import est disponible Il sera lanc automatiquement en cas de tentative de charge ment de donn es non reconnues et peut galement tre lanc par le menu Fichiers Outil d importation de donn es Cet outil permet de r organiser les lignes et colonnes de votre fichier et vous guidera pas pas pour adapter vos donn es Toutefois il ne Explorer3D Manuel d Utilisation 11 fonctionne actuellement que pour des fichiers source au format texte pas de fichier de donn es binaires et se limite l import de fichiers attributs valeurs c est dire de description d objets pas de matrice de distances ou de coordonn es 3D directes Ceci devrait n anmoins couvrir la plupart de vos besoins Pour importer des donn es depuis un fichier de tableur e g Excell ou OpenOffice Calc passez par votre tableur et sauvez votre fichier au format CVS qui est un format texte ensuite ouvrez le dans l outil d import 5 Pr sentation de l interface de visualisation 5 1 Prise en main Cette section illustre une utilisation simple d Explorer3D dans le cadre d une ACP Au lancement d Explorer3D s ouvre la fen tre de contr le
70. thode on choisit deux param tres le rayon dans lequel on consid re les voisins et le nombre minimum de voisins pour consid rer que l on se trouve dans un groupe Afin d aider l utilisateur r gler le rayon une sph re est visualiser au centre de la vue 3D son rayon correspond au rayon utilis pour le clustering La figure 28 repr sente le r sultat d une telle m thode Notons que le premier groupe Explorer3D Manuel d Utilisation 33 Visualisation 3D home exbrayat documents recherche d FIGURE 27 Nu es dynamiques floues avec enveloppes et seuil correspond aux objets isol s Il peut ventuellement tre vide Visualisation 3D home exbrayat documents recherc gende E ox Visualisation FIGURE 28 Classification par densit dbscan 7 3 5 Arbre minimal de recouvrement et classification hi rarchique L arbre minimal de recouvrement est un arbre reliant les objets visualis s Sans rentrer dans les d tails dison que cet arbre mat rialise les proximit s entre objets et que deux objets sont reli s s ils sont les plus proches Visualiser cet arbre permet donc de voir comment s organise les objets de proche en proche Un lien long montrera que l on a des groupes loign s etc Une classification hi rarchique consiste regrouper les objets de proche en proche On commence par regrouper les deux objets les plus proches Puis on recommence en cher chant les l ments
71. titue son compl mentaire Les objets voisins vue 2D sont reli s par un quadrilat re dont la couleur varie du blanc pas de distorsion au noir forte distorsion Ces deux types de coloration peuvent tre utilis s pour mesurer les proximit s ou dis torsions entre les vues 2D et 3D 2D et ND 3D et ND espace d origine Ces outils ne sont pas compl tement fonctionnels dans cette version du logiciel 79 Commande via le r seau Cet outil permet notamment d interfacer Explorer3D avec un autre logiciel afin de visua liser les r sultats de ce dernier Cette fonctione est activ e via la fen tre des options voir section 6 7 Explorer3D se met en coute sur le port 50 000 et re oit les commandes via le protocole json La liste des commandes disponibles est assez simple pour l instant et se concentre sur la r ception d un tableau d objets et sur la mise jour de la classe d appartenance de ces objets et de la visualisation de celle ci par coloration chargement d objets Les objets sont sous forme de tableau attribut valeur Le mes sage comporte deux rubriques le nom de la commande msg set data puis la description des objets val objet1 objet2 1 Voici un exemple avec 4 objets 4 dimensions chacun 42 M Exbrayat L Martin val L 0 09995818 0 8450656 0 31611204 0 9885413 L 0 20870173 0 6817836 0 30197513 0 20966005
72. tra quand le pointeur de la souris ne sera plus sur l objet Par d faut les images apparaissent hors de la fen tre de visualisation 3D e Visualisation 3D Distances mds_mazarine_ok csv FIGURE 7 Affichage d images hors 3D FIGURE 8 Affichage d images dans la une image contextuelle passage de la sc ne 3D Les images sont rattach e souris sur l objet l objet se trouvant sur leur coin sup rieur gauche 6 2 4 Sources d images multiples Dans le cas o l on dispose de plusieurs images par objet il est possible de les visualiser simultan ment dans des vues diff rentes Plus pr cis ment il est possible de d finir un attribut d image sp cifique chaque vue 3D Par d faut un seul attribut est utilis globalement pour toutes les vues Si plusieurs attributs compl mentaires contiennent des noms de fichier image et que l on souhaite utiliser plusieurs de ces attributs on peut en associer un diff rent chaque vue 3D Pour cela il faut tout d abord rendre active la vue 3D laquelle on souhaite associer un attribut diff rent puis cocher la case D A sp cifiques dans la sous fen tre Attributs compl mentaires et enfin choisir l attribut souhait Toutes vues pour laquelle la case D A sp cifiques n a pas t coch e partagent le m me attribut d image A l inverse plusieurs fen tre peuvent avoir un attribut d image sp cifique Cette option peut par exemple tre
73. ualisation e g couleur d arri re plan dilatation des objets Classification permet d acc der la fen tre de lancement de techniques de clas sification automatique e g kmeans m lange de lois SVM permet d acc der aux outils de calcul de SVM c est dire d hyperplans s parateurs entre objets de cat gories diff rentes voir section 7 6 Outils Crop donne acc s au Crop rectangulaire Il s agit d un outil de s lection d objets permettant de g n rer une projection limit e aux objets s lectionn s En choisissant cet outil on ouvre la fen tre de Crop d crite en section 6 6 Interaction donne acc s l outil de modification de la projection Cet outil permet d indiquer des erreurs de placement spatial et de demander l ordinateur de calculer une nouvelle projection les corrigeant Cet outil est d crit en section 7 4 Voyage travers les dimensions donne acc s un outil changement manuel de projection dont le fonctionnement est d crit en section 8 1 Explorer partir des images Cet outil permet de visualiser l espace de projec tion non pas dans son entier mais en ne faisant appara tre que les objets associ s Explorer3D Manuel d Utilisation 15 X1 210 E orer3 X1 10 Fichiers Perspectives Outils Pr traitements Visualisation Infos mod Classe Ellipso de Enveloppe convexe Couleur Nom Card Param tres
74. un sous ensemble d objets et recalculer la projection spatiale pour ce seul groupe d objets La projection obtenue peut tre assez diff rente de la projection pour l ensemble des objets Il existe deux mani re de d clencher un crop Crop rectangulaire la zone d espace s lectionn e est un pav Ce type de crop est lanc partir du menu Outils Crop Lorsque l on clique sur Nouveau Crop un pav est cr au centre de la projection 3D On peut d placer redimensionner ce pav 22 M Exbrayat L Martin gr ce aux curseurs glissants de la fen tre figure 14 Si des objets sont s lectionn s avant que lon clique sur Nouveau Crop alors le pav cr englobe ces objets Lorsque le pav est correctement plac on clique sur Crop pour calculer la nouvelle vue 3D On peut encha ner plusieurs zoom successifs Crop circulaire il s agit proprement parler d un crop sph rique la zone de s lection tant centr e sur un point figure 15 On active ce type de crop par le biais du menu contextuel FIGURE 14 Crop rectangulaire FIGURE 15 Crop sph rique 6 7 Options Accessible par Outils options Il offre les options suivantes couleur par d faut des objets Le rectangle color est cliquable et le clic ouvre un dialogue de s lection de la couleur par d faut Valorisation de la 3 me dimension au d marrage permet d ouvrir

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