4.Методы восприятия информации.

Восприятие информации

Восприятие информации — процесс преобразования сведений, поступающих в техническую систему или живой организм из внешнего мира, в форму, пригодную для дальнейшего использования. Благодаря восприятию информации обеспечивается связь системы с внешней средой (в качестве которой могут выступать человек, наблюдаемый объект, явление или процесс и т.д.). Восприятие информации необходимо для любой информационной системы, коль скоро она претендует на какую-либо полезность.

Современные информационные системы, создаваемые, как правило, на базе ЭВМ, в качестве своей составной части имеют более или менее (в зависимости от цели системы) развитую систему восприятия. Система восприятия информации может представлять собой довольно сложный комплекс программных и технических средств. Для развитых систем восприятия можно выделить несколько этапов переработки поступающей информации: предварительная обработка для приведения входных данных к стандартному для данной системы виду, выделение в поступающей информации семантически и прагматически значимых информационных единиц, распознавание объектов и ситуаций, коррекция внутренней модели мира. В зависимости от анализаторов (входящих в комплекс технических средств системы восприятия) организуется восприятие зрительной, акустической и других видов информации. Кроме того, различают статическое и динамическое восприятие. В последнем случае особо выделяют системы восприятия, функционирующие в том же темпе, в каком происходят изменения в окружающей среде. Важнейшей проблемой восприятия информации является проблема интеграции информации, поступающей из различных источников и от анализаторов разного типа в пределах одной ситуации. Кратко рассмотрим процесс восприятия наиболее важного вида информации — зрительной. Можно выделить несколько уровней зрительного восприятия.

Работа системы зрительного восприятия текстовой информации

1. Получение изображения, поступающего от рецепторов. Как правило, к ЭВМ подключают специальные устройства цифрового ввода изображения, в которых яркость каждой точки изображения кодируется одним или несколькими двоичными числами.

2. Построение образной модели. На этом уровне с помощью специально разработанных алгоритмов происходит обнаружение объектов в описании сцены и разбиение изображений на значимые сегменты. Эффективность алгоритмов анализа сцен определяет скорость работы системы восприятия.

Построение образно-семантической' модели. На этом уровне за счет информации, имеющейся во внутренней модели внешнего мира, за счет знаний, хранящихся в ней, опознаются выделенные на предшествующем уровне объекты и между ними устанавливаются пространственные, временные и другие виды отношений. В технических системах на этом уровне восприятия используются методы распознавания образов. Полученные знания о текущей ситуации могут использовать в дальнейшей работе.

Методы воспроизведения и обработки данных:

1. Естественные (органы чувств, методы, основанные на чел.мышлении, логическом мышлении, сравнении, сопоставлении.)

2. Аппаратные (применяются тогда, когда нельзя использовать органы чувств)

3. Программные (обработка данных с помощью компьютера)

Анализ видов восприятия информации позволяет расположить их в таком порядке:

первичное восприятие и измерение информации;

анализ;

обнаружение и распознавание;

прогнозирование ситуаций.

В первичном восприятии можно выделить задачи поиска, локализации, избирания информации. Анализ охватывает процессы, явления и ситуации, может иметь характер дисперсионного, корреляционного, регрессионного, анализа распределений и т.п. К обнаружению и распознаванию относятся различение элементарных событий, распознавание состояний объектов (диагностика), проверка объектов, распознавание образов. Прогнозирование ситуаций предназначено получать картину (образ) будущего состояния любого явления и обосновывать пути перехода от существующей ситуации к будущей.

Задача восприятия имеет две стороны. Первая состоит в нахождении параметров, содержащих информацию, и признаков состояния источника информации. Эта часть задачи решается на основании изучения свойств источника информации и установления связей информационных параметров с его состояниями. Вторая сторона задачи заключается в определении настоящего, прошлого и будущего состояния источника информации. Она решается рядом последовательных функциональных операций. Первой операцией в большинстве случаев служит измерительное преобразование, цель которого состоит в представлении величин параметров в унифицированной форме, более удобной для дальнейшей обработки и использования. Вторая операция зависит от цели восприятия. Простейшее определение состояния производится с использованием логического распознава-

,. колее глубокие свойства источника, например, статистические выяв-„«/ггся С использованием алгоритмов анализа и экстраполяции.

Источник информации характеризуется некоторым множеством явле-ий. подлежащих восприятию. Это множество интерпретируется как мно-ество состояний источников в пространстве состояний. Обмен информацией осуществляется в процессе восприятия посредством определенного набора информационных параметров, или признаков. Множество возможных значений признаков называют пространством признаков.

Заключение об информированности может быть сделано на основании теоремы о несущественности данных , согласно которой параметр не содержит информации о состоянии источников и им можно пренебречь в том и только в том случае, если вероятность того, что этот параметр примет некоторое значение (или находится в некоторой области) при условии, что множество остальных параметров их пространства зафиксировано, а источник находится в одном из состояний, принадлежащих пространству состояний, не отличается от той же вероятности без условия, относящегося к состоянию источника.

Критерием эффективности восприятия может служить стоимость процедур восприятия или количество полученной информации. Требования в зависимости от цели восприятия состоят в обеспечении достаточно малой вероятности ошибки восприятия, заданного времени восприятия и т.д. На качество оценки состояния источника влияют определенные ограничения: тезаурус воспринимающего, доступность параметров, быстродействие технических средств, стоимость необходимого для восприятия оборудования.

В практике требуется распознать зрительные и акустические образы при считывании графической и восприятии звуковой информации, отыскивать необходимые сигналы на фоне различных помех и т.д.

Процесс распознавания состоит в классификации явлений по имеющейся информации и отнесении воспринимаемой совокупности, или вектора признаков, к области, характеризующей одно из состояний источника информации. С этой целью пространство признаков разбивается по какому-либо критерию на несколько областей, соответствующих точкам пространства состояний. Если разбиение производится на две области, распознавание становится двухальтернативным. В сферу задач обнаружения и распознавания входит определение границ областей явлений и нахождение оптимальных алгоритмов классификации.

В практике имеют место три характерных случая расположения условных распределений ситуаций:

непересекающихся условных распределений;

тождественных распределений;

пересекающихся распределений

В первом случае возможно безошибочное распознавание. Для этого области в пространстве признаков должны быть выбраны так, чтобы каждая из них включала все возможные значения только одного соответствующего ей параметра. При этом вероятность правильного распознавания конкретного состояния равна единице.

Во втором случае точное распознавание невозможно, какое бы разбиение на области состояний ни проводилось.

Третий случай является промежуточным между первым и вторым. Распознавание состояний при этом возможно с вероятностями, лежащими в определенных пределах.