Распознавание образов

Глава 5. Распознавание образов

§5.1 Общие сведения о моделях распознавания образов

1.1.1 Предмет и проблемы распознавания образов

В своей повседневной жизни человек легко справляется с этой проблемой.

Различают два аспекта теории распознавании образов:

- биологический

- технический

Рекомендуемые материалы

В первом случае исследуются процессы распознавания человеком и другими представителями животного мира и создание более менее адекватных моделей математических, технических.

При втором подходе речь идет о создании эффективных методов и технических устройств для распознавания конкретных образов – зрительных, слуховых и т.д. Конструктор может прибегать к аналогиям из животного мира или использовать абстрактные технологии.

Принципы:

- заложить в компьютер как можно больше известных образов и использовать их при распознавании

На первой стадии системы распознавания обязательно обрабатывают изображение и выделяют характерные признаки: качественные и количественные, таким образом, количество информации для распознавания уменьшается

- идея обучения

1.1.2 Основные понятия теории распознавания образов

Образ (или класс) – отдельные предметы или явления, которые необходимо распознать, обладающие общими друг для друга свойствами и имеющие некоторые отличительные свойства.

Классом или образом можно назвать множество предметов или объектов, обладающих некоторыми общими свойствами, как правило, имеется набор классов или алфавит классов – А  (5.1)

 – отдельный i - й класс

n – общее число классов

Если n = 1 , то никакого распознавания нет, т.е. в задачах распознавания актуальна при n>=2.

Объект (реализация, образец) – каждый класс в алфавите образов может быть представлен некоторым количеством объектов или реализацией. Совокупность различных реализаций для всех классов образует множество возможных реализаций

 (5.2)

В большинстве практических задач N конечно и N>>n (много больше), однако если значение признака изменяются непрерывно, то значение N бесконечно.

Признак класса – при введении класса указывается, что в класс объединяются образы, имеющие общие свойства, эти свойства и составляют признаки данного класса.

Признаки обычно задаются количественными значениями.

Для простоты будем считать, что все классы характеризуются одним и тем же количеством признаком – m.

Обозначим совокупность признаков для данного алфавита А в виде вектора  (5.3)

Практически числовые значения признаков изменяются в некоторых пределах. Каждый признак  может принимать значения из совокупности

 (5.4)

Каждая конкретная реализация задается совокупностью значений признаков

Рекомендация для Вас - Предисловие.

 (5.5), которая называется описанием реализации.

Количество возможных реализаций при m признаках и r градациях может быть определено по формуле

 (5.6)

В большинстве задач распознавания имеется два этапа:

1. Обучение распознаванию на заданном количестве эталонных образов принадлежность которых к определенному классу известна.

2. Собственное распознавание – предъявляется объект с неизвестной принадлежностью и требуется определить, к какому классу относится объект.