26. Постановка задачи синтаксического распознавания образов. Структурная схема системы распознавания. (V)

Задача - Распознать образ и отнести его к одному из классов с помощью грамматик языков.

Синтаксический метод распознавания основан на восприятии основных элементов языка – примитивов. Они делятся на еще более мелкие составляющие – символы, являющиеся наименьшими элементами языка. Множество используемых символов называется алфавитом или словарем. Язык создается не только с помощью алфавита символов. Правила построения, преобразования и взаимодействия слов определяются грамматикой. Она представляет собой множество правил, по которым строятся фразы, а следовательно, и сам язык.

1 – блок предварительной обработки сигнала

2 – обработка образов

3 – сегментация

4 – определение примитивов и взаимных отношений между ними

5 – синтаксический анализ

7 – синтаксическое заключение

27. Понятия языка, строки, грамматики. Описание грамматики и ее компонентов.

Язык состоит из алфавита и грамматики.

Алфавит - Множество используемых символов.

Грамматика - Правила построения, преобразования и взаимодействия слов.

Строка состоит из символов и синтаксических правил.

Синтаксис определяет, как соединяются объекты. Синтаксическое правило - допустимые отношения между объектами.

Грамматический разбор - Процедура, используемая для определения, является или нет цепочка предложением, грамматически правильным для данного языка.

Формально грамматика может быть задана следующей записью:

где  Vn  – нетерминальный словарь,  Vt  – терминальный словарь, P- множество правил подстановки, S  – начальная аксиома 

      Для грамматики характерны следующие соотношения:

   

Структура системы распознавания :

1)Определение грамматики(Выбор)

2) Процедуры грамматического разбора, является или нет рассматриваемый объект предложением языка,

созданного на основе грамматики.(Построение дерева и обход сверху-вниз или снизу-вверх)

Корень ассоциируется с начальной аксиомой S.

Терминальные предложения (образы) представляют нижнюю часть или листья дерева.

Принадлежит ли некоторая структура классу объектов, созд. заданной грамматикой - снизу вверх.

Построить объекты по правилам определенной грамматики - сверху вниз.

3) Если объект не принадлежит классу 1,он проверяется на отнесение к классу 2 по его грамматике.

Если обнаружится, что образ может принадлежать обоим классам, его произвольно зачисляют в любой из этих классов.

Если он не является предложением ни L(G₁),ни L(G₂), образ изымается. В случае М классов рассматриваются М грамматик и связанных с ними языков L(G_i), i=1,2…M

28. Связь между автоматами и грамматиками при синтаксическом распознавании. (V)

/*

Связь между конечными автоматами и регулярными грамматиками самая непосредственная, что следует из утверждения:

Каждой грамматике можно поставить в соответствие эквивалентный ей автомат, и каждому автомату соответствует эквивалентная ему грамматика.

*/

Конечный автомат(с конечным множеством значений) записывается с помощью 5-ти характеристик:

Q – конечное множество состояний

е – множество входных символов

- таблица переходов содержащая Qe возможных вариантов.

- начальное состояние

F – множество терминальных состояний, FcQ

Пример недетерминированного автомата с функцией переходов, заданной выражением

Это выражение означает следующее: что каждой паре величин, где gi – это состояние, а lk – входное воздействие, соответствует одному из перечисленных справа состояний.

Если в правой части указано единственное следующее состояние, то автомат называется детерминированный, а если есть вероятность, то он стохастический.

Детерминированный Кон Авт. Можно представить в виде устройства читающего записывающего на ленту. Если фраза записанная на ленте в виде ряда символов включая пробел, воспринимается автоматом, то он из нач состояния переходит в состояние принадлежащее множеству F. Процедура смены состояний состоит в том что считывающая головка считывает состояние символа. Пусть состояние было g, а считываем символ p. Следующее состояние определяется этими 2-мя значениями из таблицы переходов. Если считывается пробел – состояние не меняется. Перемещение происходит каждый раз только на 1 ячейку.

Связь. Пусть имеется регулярная грамматика G и ранее описанный автомат. Тогда между ними можно установить следующие соотношения:

Q <=> Vn

e <=> Vt

<=> S т.е. <=>P

F <=> {конечное состояние} P < = > таблице перехода

Теперь рассмотрим решение задачи.

G =(Vn,Vt,P,S)

Vn = {a,b,c}

Vt = {0,1}

P={a->1a* ->a->1b, b->0a, b->0c, c->1b, c->1,{конец}}

S = a

Представим предложенную грамматику в виде НДАвтомата.

110101

S-> a->b->c->b->c->конец

Данное слово воспринимается т.к. достигнут конец, а всё что имеет последовательность из 1,0 и заканчивается на 0 нет.

Синтез : мы пытаемся ходить по автомату разными путями и строим различные пути как только дошли до конца.