3 . Класифікація систем розпізнавання
Для класифікації систем розпізнавання образів в якості класифікації принципу використаємо властивості інформації в процесі розпізнавання образів. Системи розпізнавання образів можна поділити на прості та складні в залежності від таких чинників:
- Фізичної однорідності чи неоднорідності інформації, що використовується для опису об’єктів;
- Наявності єдиних фізичних природних ознак на мові яких зроблено опис алфавіту класів.
На рисунку показані можливі класифікації систем розпізнавання образів.
Прості системи розпізнавання образів:
- Автоматичні розпізнавальні пристрої (банкомати, двері на фотоелементах, тощо) – словник ознак(зріст, вага, код),
- Автомати для обміну монет – ознака робочого словника (вага);
- Автоматичні пристрої для відбракування деталей: ознака робочого словника – лінійні розміри, маса, конфігурація.
Складні системи розпізнавання образів:
- Системи медичної діагностики: ознака робочого словника (симптоми) – результати аналізу крові, кардіограма, динаміка кров’яного тиску, енцефалограма тощо;
- Системи розпізнавання образів зразків геологічної розвідки: ознаки робочого словника – хімічний та фізичний склад (властивості) зразків порід.
Якщо в якості принципу класифікації вибрати кількість початкових апріорних інформації про розпізнавання образів, то системи розпізнавання образів як прості так і складні можуть поділитись на:
системи без навчання;
системи з навчанням;
системи з самонавчанням;
Системи без навчання. В цих системах початкової інформації достатньо для того, щоб визначити апріорний алфавіт класів, побудувати апріорний словник ознак і зробити опис кожного класу на мові цих ознак.
Системи з навчанням. В цих системах початкової апріорної інформації достатньо для того, щоб визначити апріорний алфавіт класів і побудувати апріорний алфавіт ознак, але не доцільно їх використовувати для опису класів на мові ознак.
Якщо в якості принципів класифікації використовують тип ознак образів, то в залежності від алгоритму розпізнавання образів системи можна поділити на детерміновані, ймовірнісні, логічні, структурні, комбіновані.
Детерміновані системи розпізнавання образів. В них для побудови алгоритмів розпізнавання образів використовують геометричні міри близькості, які базуються на вимірюванні відстаней між об’єктом і еталонами класів. У загальному випадку застосування детермінованих методів розпізнавання образів передбачає наявність координат еталонів класів в однаковому просторі або кординат об’єктів, які належать відповідним класам.
Ймовірнісні системи розпізнавання образів. В них для побудови алгоритмів розпізнавання образів використовують ймовірнісні методи розпізнавання образів, які базуються на теорії статистичних рішень. У загальному випадку застосування імовірнісних методів розпізнавання образів передбачає наявність імовірнісних залежностей між ознаками образів і класів, до яких ці образів відносяться.
Логічні системи розпізнавання образів. В них для побудови алгоритмів розпізнавання образів використовують логічні методи розпізнавання образів, які базуються на дискретному аналізі. Це передбачає наявність логічних зв’язків, що реалізуються через систему булевих рівнянь, в яких змінні – логічні ознаки розпізнавання образів, а невідомі величини – класи, до яких ці об’єкти належать.
Структурні (лінгвістичні) системи розпізнавання образів. Для побудови алгоритмів розпізнавання образів використовують спеціальні граматики, які народжують мови, що складають речення, кожне з яких описує образи, що належить до конкретного класу. При цьому множинна речень може бути поділена на підмножини за кількістю класів.
Комбіновані системи розпізнавання образів. Для побудови алгоритмів розпізнавання образів використовують спеціально розроблений метод обчислення оцінок або алгоритми обчислення оцінок. Їх застосування потребує наявності таблиці де міститься образи, які належать до відповідних класів, а також значення ознак, які характеризують ці образи. Ознаки можуть бути детерміновані, логічні, імовірнісними, структурними.
Білет №20
1. Просторово-часові модулятори світла як базові елементи ОЕП. Класифікація. Основні параметри та характеристики
Просторово часові модулятори світла (ПЧМС) – це працюючий в режимі реального часу реконфігурований пристрій, який здатний змінювати амплітуду, інтенсивність, фазу чи поляризацію оптичної хвилі в залежності від місця розташування даної ділянки на хвильовому фронті.
Назва структур відображає суть їх функціонування, яка полягає в просторово-часовій модуляції світлового протоку деяким модулюючим середовищем відповідно до просторово-часового розподілу масиву даних, який поступає на вхід структури.
Властивість ПЧМС модулювати в просторі і в часі двовимірний фронт опричної хвилі дає оптичним процесорам такий рівень паралелізму, якого немає у електронних аналогів.
ПЧМС, які здійснюють модуляцію хвильового фронту за одиничним просторовим виміром, називається одновимірними. Вони досягли високого рівня розвитку. Серійно випускаються пристрої з числом каналів 103 і більше, частота зміни кадрів – на рівні МГц. Але такі пристрої не дозволяють виконувати двовимірну модуляцію, застосування якої дозволило б збільшити розмір (об’єм) обробки даних до 106 елементів для матриці 1000×1000. тому двовимірні ПЧМС відіграють провідну роль при розробці оптичних і оптоелектронних систем обробки оптичних зображень.
ПЧМС класифікують за такими ознаками:
Механізм модуляції пов'язаний з проміжним представленням інформації при взаємодії інформаційного сигналу з матеріалом модулятора. Тобто вхідний сигнал (оптичний чи електричний) перетворюється в цей проміжний вид. основні види механізмів модуляції:
механічний;
магнітний;
електричний;
тепловий.
Модульовані величини. Оптичному хвильовому фронту властивий ряд величин, які можна модулювати в просторі та часі з метою перенесення інформації. Це такі величини:
інтенсивність;
фаза;
поляризація;
спектр просторової частоти.
Вид адресації. Розрізняють ПЧМС з:
оптичною адресацією;
електричною адресацією.
Механізм детектування. Розрізняють такі види:
фотокондуктивний;
фотоемісійний;
напівпровідниковий перехід;
тепловий.
Механізм адресації. Розрізняють 3 основні типи:
електронний пучок;
система електродів з матричною адресацією;
матричних активних перемикачів.
Розрізняють такі характеристики ПЧМС:
Модуляційна характеристика – залежність амплітуди, фази, інтенсивності чи поляризації модульованого світла від параметрів керуючого сигналу.
Сенситометричні характеристики – різновид модуляційної характеристики, що являє собою залежність модульованого параметра від інтенсивності світла, за допомогою якого здійснюється запис інформації.
При роботі ПЧМС в когерентному світлі застосовуються характеристики амплітудного tA і фазового Δφ пропускання ПЧМС.
Передавальні функції і роздільна здатність.
Шумові характеристики – відхилення сигналу від необхідної норми, що визначається оптичною передавальною функцією ПЧМС
Часові характеристики визначають швидкість перетворення і обробку сигналів і зображаються в ПЧМС.
Параметри ПЧМС:
Добуток просторової частоти на смугу пропускання містить інформацію про найменший розмір елементів роздільної здатності ПЧМС і про найбільший просторовий розмір при якому може бути отримана така роздільна здатність.
Час відгуку.
Динамічний діапазон визначає повний діапазон модуляції обраних величин для даної ПЧМС.
Контрастний діапазон – відношення найбільш інтенсивного світла на виході ПЧМС до найменшого.
Ефективність перетворення .
Чутливість ПЧМС визначається як величина вхідної енергії, достатня для отримання заданої зміни модульованої величини.