45341

Проблема распознавания образов

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

В своей повседневной жизни человек настолько легко справляется с задачами распознавания что это считается само собой разумеющимся. В целом проблема распознавания образов состоит из двух частей: обучения и распознавания. За обучением следует процесс распознавания новых объектов который характеризует действия уже обученной системы.

Русский

2013-11-16

67.5 KB

19 чел.

20 Проблема распознавания образов

Человеческий мозг, так же как и мозг животных, с самого рождения и на протяжении всей жизни ежеминутно решает задачи распознавания образов. Ребенок или детеныш животного с первых минут своего появления на свет узнает пищу, мать, ее голос, окружающие предметы. По мере взросления ребенок учится узнавать свои игрушки, комнату, дом, множество необходимых предметов, лица друзей, их речь, музыку, буквы, слова, книги и т.д.

В своей повседневной жизни человек настолько легко справляется с задачами распознавания, что это считается само собой разумеющимся. Между тем, попытки моделирования на компьютерах этих высокоинтеллектуальных функций наталкиваются на весьма серьёзные трудности.

Для того чтобы человек сознательно воспринял информацию, она должна пройти довольно длительный цикл предварительной обработки. Рассмотрим на примере восприятия зрительного образа:

1. Вначале свет попадает в глаз. Пройдя через всю оптическую систему фотоны попадают на сетчатку (слой светочувствительных клеток). Здесь происходит первый этап обработки информации. У млекопитающих, сразу за светочувствительными клетками находится обычно два слоя нервных клеток, которые выполняют сравнительно несложную обработку.

2. По зрительному нерву информация поступает в головной мозг, в так называемые "зрительные бугры".

3. Далее зрительная информация поступает в отделы мозга, которые уже выделяют из неё отдельные составляющие (горизонтальные, вертикальные, диагональные линии; контуры; области светлого, темного, цветного). До этих пор можно без труда смоделировать работу мозга применяя различные графические фильтры.

4. Постепенно образы становятся все более сложными и размытыми, но графический образ пройдет еще долгий путь, прежде чем достигнет уровня сознания. Причём на уровне сознания к образу могут примешаться еще звуки, запахи и вкусовые ощущения.

В целом проблема распознавания образов состоит из двух частей: обучения и распознавания. Обучение осуществляется путём показа отдельных объектов с указанием их принадлежности тому или другому образу. В результате обучения распознающая система должна приобрести способность реагировать одинаковыми реакциями на все объекты одного образа. За обучением следует процесс распознавания новых объектов, который характеризует действия уже обученной системы.

Круг задач, которые могут решаться с помощью распознающих систем, чрезвычайно широк. Сюда относятся не только задачи распознавания зрительных и слуховых образов, но и задачи распознавания сложных процессов и явлений, возникающих, например, при выборе целесообразных действий руководителем предприятия или выборе оптимального управления технологическими, экономическими, транспортными или военными операциями.

В настоящее время наибольших успехов удалось добиться в распознавании зрительных образов, таких как печатные символы. Не вызывает сомнений полезность известных программ распознавания текстовой информации – FineReader и CuneiForm. Функции обнаружения и распознавания военных объектов противника уже давно закладываются в бортовые компьютеры ракет, самолетов, кораблей и подводных лодок.

Какие идеи и принципы могут быть заложены в основу распознающих систем? Первое, что приходит в голову, – действовать "с позиции грубой силы": заложить в компьютер как можно больше известных образов-шаблонов и сравнивать их с поступающими для распознавания неизвестными образами. Однако этот путь сразу заводит в тупик. Предположим, что зрительное изображение считывается с помощью стандартной системы светочувствительных элементов – 32 позиции по ширине и 48 по высоте, т.е. всего 1536 элементов. Но даже на такой грубой сетке можно воспринять порядка 10460 возможных образов. Хранить в памяти такое число шаблонных изображений и осуществлять с ними сравнение поступающих на вход образов невозможно.

Поэтому на практике системы распознавания на первой стадии обязательно обрабатывают изображение и выделяют характерные признаки, качественные или количественные. Таким образом, количество информации для распознавания существенно уменьшается.

Следующая идея, которая обычно используется в распознающих системах, – это идея обучения. Она является обязательным элементом многих современных интеллектуальных систем.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15590. АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП И «ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ» Э. ЯНЧА 43 KB
  М.Р. Зобова к. филос. н. доц. СанктПетербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. БончБруевича АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП И ГЛОБАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ Э. ЯНЧА Антропный принцип выдвинутый в 1973 г. английским физиком Б. Картером1 стал средо
15591. СОЦИАЛЬНЫЙ ОТБОР И ВОПРОС О РОЛИ ЛИЧНОСТИ В ИСТОРИИ 73 KB
  СОЦИАЛЬНЫЙ ОТБОР И ВОПРОС О РОЛИ ЛИЧНОСТИ В ИСТОРИИ Заявленная в названии статьи тема на долгое время выпала из практики преподавания общественных дисциплин. По всей видимости это было связано с обязательной для прежних времен отсылкой к марксистской традиции рас
15592. ЧТО СКРЫВАЕТСЯ ЗА АРИСТОТЕЛЕВСКОЙ ПОПЫТКОЙ ПРЕОДОЛЕНИЯ «АТОМОВ» ДЕМОКРИТА И «ИДЕЙ» ПЛАТОНА В «СУБСТАНЦИЯХ» 47.5 KB
  ЧТО СКРЫВАЕТСЯ ЗА АРИСТОТЕЛЕВСКОЙ ПОПЫТКОЙ ПРЕОДОЛЕНИЯ АТОМОВ ДЕМОКРИТА И ИДЕЙ ПЛАТОНА В СУБСТАНЦИЯХ Как мне видится дело обстоит так. Аристотель выступил против платоновского удвоения мира. Идеи существуют не вне вещей т.е. предметов не вне Мира как у Пла...
15596. Свобода воли как форма представлений о селективных процессах в истории философской мысли: к постановке проблемы 141.34 KB
  Свобода воли как форма представлений о селективных процессах в истории философской мысли: к постановке проблемы Всякая инновация по определению включает в себя элемент выбора того или иного варианта будущего как существенно нового существенно отличающегося от
15597. РЕГУЛЯТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА 60 KB
  В.А. Чумаков инж. г. Дзержинск РЕГУЛЯТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ОБЩЕСТВА Существующее понимание исторического процесса можно разделить на три субстанционных подхода. Одним из первых был сформулирован идеалистический подход представители которого считают созн
15598. ЕВРОПЕЙСКИЙ ДИСКУРС О БЕСКОНЕЧНОСТИ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ 85 KB
  ЕВРОПЕЙСКИЙ ДИСКУРС О БЕСКОНЕЧНОСТИ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ Проблема бесконечности входит в число древнейших вопросов философии формировавшихся параллельно с возникновением и становлением самой философской мысли. Однако одного исследования фундаментальности данн...