8. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ
8.1. Основные понятия и классификация методов распознавания
Способность «распознавать» считается основным свойством как
человека, так и других живых организмов [17]. Можно сказать, что
именно эта способность позволяет отличить живую материю от неживой. Разнообразные технические задачи, например автоматическое чтение текста и распознавание речи, постановка медицинского
диагноза, прогноз погоды и прогноз состояния фондовой биржи и
т. п., при всех их отличиях можно представить как распознавание
образов. Всех их связывает поиск решения общей задачи – выделить
объекты, принадлежащие одному классу, из множества объектов,
относящихся к разным классам.
Любой физический объект обладает набором некоторых свойств,
которые, собственно, и позволяют отличать один объект от другого.
Совокупность свойств, описывающих конкретный объект, называется образом данного объекта. Под классом объектов понимается
некоторая совокупность образов, называемых элементами класса,
обладающая рядом близких свойств. Измеряемые или вычисляемые
свойства объектов, позволяющие отличить классы друг от друга,
называются признаками. В пределе каждый класс может состоять
только из одного элемента, как, например, при опознавании человека. С другой стороны, вся совокупность образов может быть разделена всего на два класса, например «свой», «чужой».
При разработке системы распознавания необходимо решить несколько задач. Первая из них связана с выбором способов измерения
или вычисления признаков и представлением полученных в результате данных. Необходимо отобрать максимально возможное число
признаков для распознаваемых образов, учитывая при этом сложность и точность определения результата для каждого признака.
Наиболее распространенным является представление полученных
значений признаков каждого образа в виде упорядоченного набора
или вектора его признаков
1 1 (x1, , …,x2xn),
где xi – значение i&го признака; n – число признаков в образе.
Процесс измерения можно рассматривать, как процесс кодирования, заключающийся в присвоении каждому признаку символа из
множества элементов алфавита {xi}. Причем у каждого признака может быть свой алфавит, начиная от бинарного алфавита {0, 1}, и
до алфавита, представляющего действительные числа в памяти
компьютера. Векторы признаков часто бывает удобно рассматривать как точки в многомерном пространстве признаков. Дело в том,
что образы, относящиеся к разным классам, могут иметь близкие
значения по отдельным признакам, но при этом образовывать непересекающиеся области в пространстве признаков. Множество относящихся к одному классу образов, представляющее в пространстве
признаков компактную в некотором смысле область, принято