Лекция 3 1.Понятие образа 2.Проблема обучения распознаванию образов 3.Геометрический и структурный подходы 4.Гипотеза компактности 5.Обучение и самообучение Системы распознавания образов

1. Понятие образа образ (класс) классификационная группировка, объединяющая определенную группу объектов по некоторому признаку воспринимая внешний мир, мы всегда производим классификацию воспринимаемых ощущений для составления понятия о группе восприятий определенного класса достаточно ознакомиться с незначительным количеством ее представителей

ознакомление с конечным числом явлений из одного и того же множества дает возможность узнавать сколь угодно большое число его представителей объективность: разные люди, обучающиеся на различном материале наблюдений, одинаково и независимо друг от друга классифицируют одни и те же объекты 1. Понятие образа Характерные свойства образов

2. Проблема обучения распознаванию образов одним из самых интересных свойств человеческого мозга является способность отвечать на бесконечное множество состояний внешней среды конечным числом реакций одним из самых интересных свойств человеческого мозга является способность отвечать на бесконечное множество состояний внешней среды конечным числом реакций проблема ОРО возникла при изучении физиологических свойств мозга проблема ОРО возникла при изучении физиологических свойств мозга

Пример задачи из области ОРО следует отобрать признаки, при помощи которых можно отличить левую триаду картинок от правой. 2. Проблема ОРО

характеризует действия уже обученной системы. Проблема распознавания образов ОБУЧЕНИЕ РАСПОЗНАВАНИЕ осуществляется путем показа отдельных объектов с указанием их принадлежности тому или другому образу. Автоматизация этих процедур составляет проблему обучения распознаванию образов 2. Проблема ОРО

Особенности обучения распознаванию образов одинаковые реакции на объекты одного образа и различные на объекты различных образов одинаковые реакции на объекты одного образа и различные на объекты различных образов обучение должно завершиться только показом конечного числа объектов без других подсказок обучение должно завершиться только показом конечного числа объектов без других подсказок указываются только сами объекты и их принадлежность образу указываются только сами объекты и их принадлежность образу объектами обучения могут быть: объектами обучения могут быть: картинки картинки буквы буквы звуки звуки состояния организма при медицинском диагнозе состояния организма при медицинском диагнозе 2. Проблема ОРО

изображение объекта - отображение объекта на воспринимающие органы распознающей системы изображение объекта - отображение объекта на воспринимающие органы распознающей системы образ - множество таких изображений, объединенных какими-либо общими свойствами образ - множество таких изображений, объединенных какими-либо общими свойствами состояние определенной формы отображение измеряемых характеристик наблюдаемого объекта состояние определенной формы отображение измеряемых характеристик наблюдаемого объекта совокупность состояний определяет ситуацию совокупность состояний определяет ситуацию 2. Проблема ОРО

одна из центральных задач проблемы ОРО - выбор исходного описания объектов 2. Проблема ОРО

3. Геометрический и структурный подходы наиболее понятной для человека является пространственно-временная интерпретация задач наиболее понятной для человека является пространственно-временная интерпретация задач изображение, возникающее в процессе обучения, можно представить в виде точки пространства признаков изображение, возникающее в процессе обучения, можно представить в виде точки пространства признаков совокупность точек объединяются в области, которые соответствуют образам (классам) совокупность точек объединяются в области, которые соответствуют образам (классам)

Геометрический подход требуется разделить две области в некотором пространстве требуется разделить две области в некотором пространстве в ходе обучения показываются точки из этих областей в ходе обучения показываются точки из этих областей необходимо построить поверхность, которая разделяла бы точки, принадлежащие данным областям необходимо построить поверхность, которая разделяла бы точки, принадлежащие данным областям 3. Геометрический и структурный подходы

выделяется набор исходных понятий выделяется набор исходных понятий исходные понятия образуют словарь исходные понятия образуют словарь отбираются наиболее существенные высказывания отбираются наиболее существенные высказывания строится описание образов строится описание образов Структурный подход (на примере распознавания зрительных изображений) 3. Геометрический и структурный подходы

4. 4. Гипотеза компактности образам соответствуют компактные множества в пространстве признаков интуитивное представление о сравнительно легко разделимых областях привело к гипотезе компактности

5. 5. Обучение и самообучение Обучение – процесс выработки реакции на группы внешних сигналов путем многократного воздействия на систему внешней корректировки Обучение – процесс выработки реакции на группы внешних сигналов путем многократного воздействия на систему внешней корректировки Самообучение – обучение без подсказки учителя, использующее свойство компактности образов Самообучение – обучение без подсказки учителя, использующее свойство компактности образов

Обучение без учителя системе предъявляются объекты без указаний об их принадлежности к образам с учителем система принудительно обучается с помощью примеров «стимул-реакция» 5. Обучение и самообучение

Спасибо за внимание!