Задачи распознавания образов

ВВЕДЕНИЕ

Роль информации в системе управления непрерывно растет. Обработка ее при принятии решения требует специальных знаний и большого опыта работы с конкретным ее видом. Информация имеет, как правило, ограниченную полноту и достоверность. Сроки обработки информации с развитием способов вооруженной борьбы и техники постоянно сокращаются. В этих условиях неизбежны ошибки и возрастает роль человеческого фактора.

Автоматизация этих процессов позволяет минимизировать вероятность ошибки и повысить качество решений за счет сокращения времени на обработку информации и максимального выявления скрытых закономерностей.

Выявление закономерностей осуществляется с помощью специального математического аппарата в рамках теории распознавания образов.

Полнота вскрытия закономерностей зависит от правильного выбора математического метода, правильного сочетания математических и эвристических методов.

Оптимальные алгоритмы связаны с решением ряда задач.

Содержанием процесса обработки информации является распознавание фактов, объектов, характера их поведения и т.д.

Распознавание заключается в том, чтобы отнести полученную совокупность сведений (признаков) к тому или иному объекту (классу объектов).

Решение задачи осуществляется в рамках теории распознавания образов.

Место процессов распознавания в системе СН.

 

 

 

Необходимость автоматизации:

-минимальная информативность информации 100 % закрытия;

-высокая динамичность информации;

-полиязычность;

-огромные потоки сообщений.

 

1. СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Цель задачи обработки – классификация объектов в заданной предметной области. В основе решения задач классификации лежит теория распознавания образов. В общем виде задача распознавания состоит в следующем.

Априорно известна некоторая совокупность объектов или явлений. Информация о них дает возможность сгруппировать их в классы. Определена совокупность признаков для их описания. В результате наблюдения за неизвестным объектом выделена некоторая совокупность признаков. Задача состоит в отнесении полученной совокупности признаков неизвестного объекта к одному из классов.

Сложность решения задачи определяется:

· возможной неполнотой описания классов вследствие недостаточной априорной информации;

· ошибками измерения признаков из-за ограниченных технических возможностей устройств выделения устройств выделения признаков;

· ограниченности выделенной совокупности признаков вследствие недостаточного времени;

· в отдельных случаях невозможностью абсолютного разделения классов.

Поэтому необходимы специальные методы и средства для решения задачи распознавания.

Рассмотри основные понятия теории распознавания образов.

КЛАСС – это некоторое множество объектов или их состояний, объединенных общими свойствами.

АЛФАВИТ КЛАССОВ – полный перечень классов в заданной предметной области.

ПРИЗНАК – свойство объекта, позволяющее отличать его от других объектов в процессе распознавания.

АПРИОРНЫЙ СЛОВАРЬ ПРИЗНАКОВ – весь перечень признаков, используемый для описания объектов в алфавите классов.

РАБОЧИЙ СЛОВАРЬ ПРИЗНАКОВ –(подмножество априорного словаря) – признаки, регистрируемые доступными средствами наблюдения.

ЭТАЛОННОЕ ОПИСАНИЕ – формализованное описание объектов алфавита классов в пространстве рабочего словаря признаков.

РЕАЛИЗАЦИЯ – совокупность значений признаков распознаваемого объекта.

РЕШАЮЩЕЕ ПРАВИЛО -  процедура или аналитическое выражение, позволяющее определить количественно степень сходства реализации с каждым классом алфавита и ее классифицировать.

На основе полученных частных значений степени сходства принимается решение о принадлежности реализации к одному из классов. Для этого могут использоваться различные критерии: идеального наблюдателя, Байеса, Гурвица, Севиджа и др.

 

 

2. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Система распознавания в общем случае является иерархичной по структуре и последовательной по технологии обработки.

Например, специальная система имеет несколько уровней обработки:

v распознавание сигналов;

v распознавание средств связи;

v распознавание источников;

v распознавание узлов связи;

v распознавание элементов группировки войск;

v распознавание состояния и характера деятельности войск.

Каждый уровень имеет существенные особенности (признаки описания, методы классификации). Имеет место узкая специализация специалистов. Поэтому для разработки системы распознавания, помимо специалистов по методам и алгоритмам, привлекаются специалисты по предметным областям на каждом уровне.

Несмотря на последовательный характер процесса обработки, сами процедуры распознавания в ходе слежения за радиоэлектронной обстановкой работают параллельно. Поэтому на каждом уровне должны быть свои технические средства.

При построении системы распознавания в общем случае приходится решать следующие основные задачи:

1. Формирование эталонного описания.

- определение алфавита классов;

- формирование словаря признаков;

- формализация признаков;

- описание классов.

2. Выбор решающего правила.

3. Разработка алгоритма управления работой системы распознавания.

Сущность задач состоит в следующем.