Структурные методы распознавания образов

Введение

В настоящее время все большее значение придается задаче структурного описания изображений.

Дискриминантный подход:

Когда говорят о распознавании образов, то имеют в виду, что каждому объекту поставлена в соответствие точка в некотором пространстве.

Класс похожих объектов представляется тогда компактным множеством таких точек, а задача состоит в построении детерминистических или вероятностных решающих правил, относящих вновь появляющиеся точки к тому или иному образу (классу).

Структурный подход:

Другая ситуация – построение сжатого описания одного изображения или класса изображений – образа. Задача возникает, когда необходимо компактно закодировать изображения для последующего воспроизведения основных структурных характеристик изображения, а не его деталей.

Эта задача тесно связана с задачей распознавания образов, т.е. если объект можно заменить его описанием, то элементы описания могут быть использованы как признаки объекта, а само описание – как база построения пространства распознавания. Рассматриваемые в том классе задач объекты часто сложны, а число требуемых признаков очень высоко. Потому используется идея описания сложного объекта в виде иерархической структуры более простых подобразов.

Следствие: Базой для описания изображения является информация о структуре объектов, а процедура распознавания дополнительно описывает отличия объектов, исключая ошибки распознавания

Следствие: при построении описания изображения возникает задача: анализируя фрагменты изображения, выработать словарь тех терминов, в которых удобно строить описание.

Задачи распознавания и задачи описания образов, в сущности, различны.

Определение: Распознавание – это, прежде всего, экстраполяция, реализуемая методами вычислительной математики, а основной аппарат описания объектов – аппарат математической лингвистики, т.е. теория формальных грамматик – область математики, служащая для описания структуры изображений, в основе которой лежит сегментация изображений на основные части и формирование “слов” для описания типичных фрагментов, а также формирования способов их поиска.

Следствие: Только после перечисленных выше этапов, которые можно трактовать как подготовительные, формируются собственно лингвистические задачи, которые делятся:

- на задачи синтеза грамматик;

- на задачи грамматических описаний;

- на задачи автоматического грамматического разбора описаний (задачи анализа) для идентификации изображения.

Таким образом, синтаксический подход основан на аналогии между структурой образов (иерархической или древовидной) и синтаксисом языков.