Построение систем распознавания образов (стр. 1 из 36)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
О С Н О В Ы П О С Т Р О Е Н И Я
С И С Т Е М Р А С П О З Н А В А Н И Я
О Б Р А З О В
Ч а с т ь 1
(К у р с л е к ц и й)
Óòâåðæäåíî:
çàñåäåíèè êàôåäðû íà ðàñïîçíàâàíèÿ îáðàçîâ
Ïðîòîêîë ¹ 3 îò 23.11.97
1 9 9 7
Настоящее учебное пособие представляет собой первую часть курса лекций по "Основам построения систем распознавания образов", читаемых студентам специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем управления" в VI - VII семестрах обучения в Донецком Государственном институте искусственного интеллекта.
Причинами подготовки и выпуска специального курса лекций явились:
1.Отсутствие отработанного и доступного учебника инженерной направленности по созданию систем распознавания.
2.Дефицит книг соответствующей тематики для организации самостоятельной работы студентов.
3.Необходимость обобщения отдельных взглядов автора, достаточно продолжительное время специализировавшегося в области создания систем распознавания.
Одновременно с курсом лекций в настоящее учебное пособие помещены вопросы практических занятий по изучаемым темам и методические указания к лабораторным работам.
Составитель доц. Л.А. Белозерский
Ответственный за выпуск В.В. Гончаров
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Т е м а 1 Распознавание образов в жизни человека (Введение)...……
Ë Å Ê Ö È ß 1.1 Ðàñïîçíàâàíèå â áèîëîãè÷åñêèõ è òåõíè÷åñêèõ ñèñòåìàõ.
1.1.1. Всеобъемлющий характер действия механизмов распознавания ..............................................................................................
1.1.2. Краткая история вопроса появления технических систем автоматического распознавания и методов их создания............................................................................................………
Л Е К Ц И Я 1.2Терминология и отличительные особенности систем распознавания ...................................................................……….
1.2.1. Основные определения...........................................……………….
1.2.2. Системы распознавания................................................…………..
Т е м а 2 Задачи, решаемые в процессе создания систем распознавания
Л Е К Ц И Я 2.1. Проблематика задач создания систем распознавания на описательном уровне ...............……………………
Л Е К Ц И Я 2.2. Формулировка задач создания систем распознавания и методы их решения .........................…………………
Л Е К Ц И Я 2.3. Формулировка задач создания систем распознавания и методы их решения (продолжение) ……………….
Т е м а 3 Классификация систем распознавания
Л Е К Ц И Я 3.1Принципы классификации и типы систем распознавания………………………………………………………….
Л Е К Ц И Я 3.2Принципы классификации и типы системраспознавания(продолжение) ….....................……………………….
Ò å ì à 4 Îïòèìèçàöèÿ ýâðèñòè÷åñêèõ âûáîðîâ ïðè ñîçäàíèè ñèñòåì ðàñïîçíàâàíèÿ îáðàçîâ
Ë Å Ê Ö È ß 4.1 Îïòèìèçàöèÿ àëôàâèòà êëàññîâ è ñëîâàðÿ ïðèçíàêîâ
4.1.1. Уточнение назначения и цели создания СР .......……………….
4.1.2. Взаимосвязь размерности алфавита классов и эффективности СР ………………………………………………………………………
Ë Å Ê Ö È ß 4.2 Îïòèìèçàöèÿ àëôàâèòà êëàññîâ è ñëîâàðÿ ïðèçíàêîâ (ïðîäîëæåíèå) ….……………..............................................
4.2.1.Взаимосвязь размерности вектора признаков и эффективности СР…………………………………………………………………………
4.2.2.Формализация задачи оптимального взаимосвязанного выбора
àëôàâèòà êëàññîâ è ñëîâàðÿ ïðèçíàêîâ………….…………………….
4.2.2.1. Ôîðìàëèçàöèÿ èñõîäíûõ äàííûõ .. . . ....... .....……… .
4.2.2.2.Âûèãðûø ðàñïîçíàâàíèÿ è îïòèìèçàöèÿ àëôàâèòà êëàññîâ è ñëîâàðÿ ïðèçíàêîâ â óñëîâèÿõ îãðàíè÷åíèé……..
Т е м а 5Моделирование систем распознаванияобразов - методология их создания иоптимизации
Ë Å Ê Ö È ß 5.1 Ââåäåíèå â ìîäåëèðîâàíèå .....................................
5.1.1. История вопроса ......................................................……………..
5.1.2 Îñíîâíûå îïðåäåëåíèÿ ............................................……………
Ë Å Ê Ö È ß 5.2 Ìîäåëèðîâàíèå ñëîæíûõ ñèñòåì è ïðèìåíåíèå ìîäåëåé
5.2.1. Принципы построения модели сложной системы ...………….
5.2.2. Моделирование сложных систем и опытно-теоретический метод их испытаний ........................……………………………………
Ë Å Ê Ö È ß 5.3 Ìåòîä ñòàòèñòè÷åñêèõ èñïûòàíèé(ìåòîä Ìîíòå-Êàðëî)………………………………………………………………….
5.3.1.Основное определение .............................................…………….
5.3.2.Принципы получения случайных величин на ЭВМ …………
Ë Å Ê Ö È ß 5.4 Ìåòîä ñòàòèñòè÷åñêèõ èñïûòàíèé (ïðîäîëæåíèå)
5.4.1.Моделирование независимых случайных событий ……………
5.4.2.Способы получения случайных чисел с заданным законом распределения ..........................................................……………………
Ë Å Ê Ö È ß 5.5 Ìîäåëü ñèñòåìû ðàñïîçíàâàíèÿ îáðàçîâ ................
5.5.1.Моделирование распознаваемого объекта ........…………………
Ë Å Ê Ö È ß 5.6.Ìîäåëü ñèñòåìû ðàñïîçíàâàíèÿ îáðàçîâ (ïðîäîëæåíèå)……………………………………………………………
5.6.1.Моделирование средств определения характеристик объектов распознавания.........................................................……………………....
5.6.2.Моделирование каналов связи ...............................………………
Ë Å Ê Ö È ß 5.7. Ìîäåëèðîâàíèå àëãîðèòìà ðàñïîçíàâàíèÿ .............
5.7.1.Модель алгоритма распознавания объектов (явлений, процессов) ....................................................................................................
5.7.2.Модуль оценки эффективности системы распознавания ……..
5.7.3.Модуль управления моделью системы распознавания …………
Ë Å Ê Ö È ß 5.8Îïûòíî-òåîðåòè÷åñêèé ìåòîä â çàäà÷àõ ñîçäàíèÿ ñèñòåì ðàñïîçíàâàíèÿ .............................................……………………
5.8.1.Использование принципов опытно-теоретического метода при моделировании СР .........................................……………………………
5.8.2. Моделирование в задачах созданияи оптимизации систем распознавания..................................................................…………………
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ..................................................................
ВОПРОСЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ...................................…...
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ................................................….........................................
Т е м а 1
Распознавание в биологических и технических
системах
Л Е К Ц И Я 1.1
Распознавание образов в жизни человека
( Введение)
1.1.1. Всеобъемлющий характер действия механизмов распознавания.
Распознавание образов (а часто говорят - объектов, сигналов, ситуаций, явлений или процессов) - самая распространенная задача, которую человеку приходится решать практически ежесекундно от первого до последнего дня своего существования. Для этого он использует огромные ресурсы своего мозга, которые мы оцениваем таким показателем как число нейронов, равное 1010.
Можно даже не утруждая себя примерами (мы рассмотрим их ниже) заметить, что похожие действия наблюдаются в биологии, в живой природе, а иногда даже в неживой. Кроме того, распознавание постоянно встречается в технике. А если это так, то, очевидно, следует считать механизм распознавания всеобъемлющим.
С более общих позиций можно утверждать, и это вполне очевидно, что в повседневной деятельности человек постоянно сталкивается с задачами, связанными с принятием решений, обусловленных непрерывно меняющейся окружающей обстановкой. В этом процессе принимают участие: органы чувств, с помощью которых человек воспринимает информацию извне; центральная нервная система, осуществляющая отбор, переработку информации и принятие решений; двигательные органы, реализующие принятое решение. Но в основе решений этих задач лежит, в чем легко убедиться, распознавание образов.