5. Теория распознавания. Общая характеристика задач распознавания и их типы. Математическая теория распознавания образов.

Распознавание образов - совокупность методов и средств автоматического восприятия и анализа окружающего мира.

Задачами теории распознавания образов являются:

- автоматическое чтение машинописного или рукописного текстов

- восприятие речи (независимо от особенностей языка и диктора)

- медицинская, психологическая и педагогическая диагностика

- автоматический синхронный перевод с одного языка на другой

- дистанционная идентификация объектов

выделяют 2 класса образов:

1. конкретные образы – все реальные объекты окружающего мира, их изображения и описания;

2. абстрактные - понятия, категории, мнения, пожелания.

В соответствии с этим определены 2 варианта распознавания: перцептивный и концептуальный.

В перцептивных системах распознавания (как правило это технические системы) входным элементом является датчик, задача которого преобразование физической величины, характеризующей наблюдаемый объект реального мира, в др. величину, предназначенную для восприятия ее обрабатывающей системой. С точ. зр. теории инф-ии датчик является элементом согласования устройства обработки входных сигналов, а его выходные сигналы дают «априорное» описание наблюдаемого объекта. Выходные сигналы датчика, как правило, являются аналогово-цифровыми или цифровыми.

В концептуальных системах роль датчика играют абстрактные, логические системы (как правило, построенные на принципах булевой алгебры).

Рассмотрим некоторые задачи:

1. изучение особенностей объектов и выяснение отличия и сходства изучаемых объектов.

2. проведение классификации распознаваемых объектов или явлений. Главное выбор подходящего принципа классификации.

3. составление словаря признаков, используемого как для априорного описания классов, так и для апостериорного описания каждого неизвестного объекта. Признаки можно подразделить на логические(детерминированные) и вероятностные.

4. описание классов объектов на языке признаков. а) метод пространства признаков

5. разработка алгоритма распознавания, обеспечивающего отнесение распознаваемого объекта к тому или иному классу или их некоторой совокупности. а) метод словаря.

6. распознавание изображений а) синтаксическое распознавание

6. Математическая кибернетика. Информация и управление. Математические аспекты кибернетики.

Термин "кибернетика" (от греческого слова «kybernhtixh» - искусство управлять) впервые был использован французским учёным А.- М. Ампером (1775-1836 гг.) в 1834 году в разработанной им классификации наук для обозначения несуществующей ещё в то время науки об управлении в человеческом обществе. Как самостоятельное научное направление кибернетика начала формироваться с 1948 года - с момента выхода в свет монографии американского учёного Норберта Винера (1894-1964 гг.) «Кибернетика». В этой связи Н. Винера не без основания многие называют "отцом кибернетики" а 1948 год считают датой начала развития кибернетики.

По определению Н. Винера кибернетика - наука об управлении и связи в животном и машине. В настоящее время под кибернетикой понимают научное направление, включающее в себя область теоретических знаний и прикладных исследований, разработок, связанных с формированием и практическим использованием общих законов управления и получения, хранения, преобразования и использования информации в технических, биологических и социальных объектах и системах.

К числу основных разделов кибернетики относят:

- исследование операций – применение математических методов для обоснования решений в различичных областях человеческой деятельности, виды раздела:1. мат.программирование- линейное, нелинейное, динамическое.2. теория игр3. теория массового обслуживания

- распознавание образов

- раздел, посвященный ИИ

- техническую кибернетику, ориентированную на разработку и исследование на основе единых для кибернетики в целом научных идей и методов технических систем управления и являющуюся основной научной базой для решения задач комплексной автоматизации самых разнообразных технических объектов, процессов и производств;

- теорию инф-ии, занимающуюся математическим описанием и оценкой методов и средств формирования, передачи, хранения, извлечения и классификации информации;

- системотехнику - ориентированную на исследования и проектирование сложных систем различной физической природы на основе концепций и методов системного анализа;

- теорию автоматов, изучающую математические модели (называемые автоматами) реально существующих технических и других устройств и систем, перерабатывающих дискретную информацию дискретными временными тактами.

Кибернетику, в зависимости от объектов её приложения, делят на техническую, биологическую, медицинскую, экономическую, химическую и ряд других.

Сегодня кибернетику все чаще считают частью информатики, которая в целом шире кибернетики, т.к. в ней имеются аспекты, связанные с архитектурой и программированием, которые непосредственно к кибернетике отнести нельзя.

Кибернетика использует единую методологию, основанную на теории систем и системном анализе. Система - предельно широкое начальное, строго не определяемое понятие. Кибернетика как наука об управлении изучает только управляемые системы. Характер. особенность управляемой системы - возможность переходить в различные состояния под влиянием управляющих воздействий. Управление – воздействие на объект, выбранное из множества возможных воздействий на основе имеющейся для этого информации, улучшающее функционирование или развитие дан объекта. В системах управления решаются 4 основных типа задач – регулирование (стабилизация) (поддержание параметров системы управляемых величин вблизи некоторых неизменных заданных значений, не смотря на действие возмущений), выполнение программы, слежение (поддержание как можно более точного соответствия некоторого управляемого параметра текущему состоянию системы, меняющемуся непредвиденным образом), оптимизация (установление наилучшего режима работы или состояния управляемого объекта).