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:

• распознавание сигналов;

• распознавание средств связи;

• распознавание источников;

• распознавание узлов связи;

• распознавание элементов группировки войск;

• 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.

Формирование эталонного описания.

Выбор алфавита классов осуществляется экспертами. Для каждого уровня обработки формируется свой алфавит. Необходимо стремиться, чтобы классы были ярко выражены, обеспечивая тем самым максимальное разделение классов и достоверность распознавания.

Выбор словаря признаков осуществляется в два этапа. Сначала дается полное описание каждого объекта каждого класса на языке всех возможных характеристик. Затем из полученного априорного словаря исключают признаки, которые не могут быть выделены техническим средствами добывания той системы обработки, для которой создается система распознавания, или не могут быть получены на основе обработки информации на предыдущих уровнях распознавания.

В ходе формализации осуществляется разбиение непрерывных признаков на градации, определение всех возможных значений дискретных и качественных признаков. В случае, когда один и тот же объект может иметь различные значения одного и того же признака, такой признак описывается вероятностными характеристиками.

Вероятностные характеристики получают путем обработки статистики в ходе наблюдения за объектом или экспертным путем. Если вероятностные характеристики получить не удалось, то классы задаются способом перечисления членов класса. В этом случае статистика проявления признаков будет заложена в эталонном описании.

В ходе формализации важно установить степень взаимозависимости признаков. Знание зависимостей дает возможность повысить достоверность распознавания, но приводит к существенному усложнению априорного описания и алгоритмов распознавания.

В окончательном виде признаки могут быть представлены в двоичном виде, в виде вероятности его проявления, параметрами закона распределения, на языке булевой алгебры или на языке формальных грамматик.

Формирование эталонного описания завершается минимизацией признаков. Целесообразность минимизации признаков определяется их различной информативностью и стоимостью. Признаки с низкой информативностью целесообразно исключить из процесса распознавания, сократив таки образом стоимость системы распознавания, время классификации и снизив требования к алгоритмам распознавания по оперативной памяти. В основе оценки информативности лежит способность признака объединять объекты в пределах класса и разделять классы между собой.