Восприятие образа в теории искусственного интеллекта

Понятие и виды восприятия образа в теории искусственного интеллекта. Практическая реализация отдельных видов восприятия. ...

Оглавление
Введение 2
1. Понятие восприятия 3
1.1. Процесс восприятия образа 3
1.2. Понятие и виды памяти 6
2. Кластеризация и классификация образов 9
2.1. Понятие и виды анализа, запоминания, кластеризации, воспроизведения образов 9
2.2. Примеры реализации восприятия и запоминания 12
Заключение 18
Список использованной литературы 19

Существует множество методов распознавания образов. Данные методы подробно рассматриваются во всех учебниках по искусственному интеллекту и распознаванию образов. Поэтому не будем останавливаться на них подробно и перечислять. Данные методы хорошо известны. Однако ни один из данных методов не дает достаточно удовлетворительных результатов для применения на практике в силу тех или иных ограничений. Наша задача найти новые методы распознавания образов и попытаться избавиться от ограничений, с которыми сталкиваются известные методы распознавания образов.
Главными целями исследования являются:
• разработка методов распознавания образов, имеющих максимальную самостоятельность агента в принятии решений;
• обучаемость агента на основе накопления опыта практического распознавания образов, с исп ользованием меры успешности выполнения задания;
• выработка агентом новых решающих правил и обобщения своей деятельности на основе опыта и накопления знаний.

Простейшее запоминание образа реализуется в цифровом фотосенсоре. При этом все данные, полученные фотосенсором об определенном образе записываются в определенном каталоге в файле, имеющем определенное расширение (тип данных) и название, созданное по определенной системе. Таким образом место хранения образа задается заранее на этапе написания программы, классификация файлов по типу данных также определяется на этапе создания программы, название файла также создается на этапе написания программы.Файлы сохраняются в каталогах. Каталоги не имеют иерархической структуры, основанной на свойствах образов. Каталоги заданы на этапе создания программы и четко определены. Структура каталогов никак не связана со свойствами образов. Место каталога не зависит от свойств образов.Типы файлов образа определяются на этапе создания программы. Типы файлов не связаны со свойствами образов.Названия файлов определяются на этапе написания программы. Названия файлов не связаны со свойствами образов.Обобщая вышесказанное, можно утверждать, что свойства образа не влияют на названия и структуру каталогов, на типы файлов образов, на названия файлов образов. Данный метод запоминания и классификации образов можно назвать простой метод запоминания и простой метод классификации. Данные методы не связаны со свойствами образов и поэтому не могут быть использованы для запоминания и классификации образов. Для запоминания и классификации образов допустимы методы, основанные на анализе, исследовании, обобщении и использовании свойств образов. Свойства образов должны играть определяющую роль в функционировании методов запоминания и классификации образов.Методы запоминания и классификации образов должны обеспечивать быстрый поиск, распознавание, классификацию произвольного образа, элементов образа, элемента образа, группы элементов образа, группы образов в базе данных образов. Методы запоминания и классификации образов должны обеспечивать быстрое внесение в базу данных образов произвольного образа, элементов образа, элемента образа, группы элементов образа, группы образов.Информация — сведения об окружающем мире, независимо от формы их представления.Память обладает следующими основными методами: сохранение, воспроизведение. Метод сохранения предназначен для записи информации на физическом носителе. Метод воспроизведения предназначен для считывания информации с физического носителя. Классификацией называется процедура, в которой объекты распределяются по группам (классам) в соответствии с численными значениями их переменных, характеризующими свойства этих объектов.Метод (алгоритм), которым проводят классификацию, называют классификатором. Классификатор переводит вектор признаков объекта x в целое число, 1, 2, … , соответствующее номеру класса, в который он помещает этот объект.База знаний (БЗ; англ. knowledge base, KB) в информатике и исследованиях искусственного интеллекта — это особого рода база данных, разработанная для оперирования знаниями (метаданными). База знаний содержит структурированную информацию, покрывающую некоторую область знаний, для использования кибернетическим устройством (или человеком) с конкретной целью. Современные базы знаний работают совместно с системами поиска информации, имеют классификационную структуру и формат представления знаний.Полноценные базы знаний содержат в себе не только фактическую информацию, но и правила вывода, допускающие автоматические умозаключения о вновь вводимых фактах и, как следствие, осмысленную обработку информации. Область наук об искусственном интеллекте, изучающая базы знаний и методы работы со знаниями, называется инженерией знаний.Иерархический способ представления в базе знаний набора понятий и их отношений называется онтологией. Онтологию некоторой области знаний вместе со сведениями о свойствах конкретных объектов также можно назвать базой знаний.Кластерный анализ (Data clustering) — задача разбиения заданной выборки объектов (ситуаций) на непересекающиеся подмножества, называемые кластерами, так, чтобы каждый кластер состоял из схожих объектов, а объекты разных кластеров существенно отличались.2. Кластеризация и классификация образов2.1. Понятие и виды анализа, запоминания, кластеризации, воспроизведения образовПроцесс распознавания образа состоит из множества этапов, среди которых имеются следующие: восприятие, анализ, синтез, запоминание, кластеризация, таксономия, воспроизведение. Данные этапы составляют основу процесса распознавания. Этап аналитического исследования заключается в разделении образа на элементы. Этап синтетического исследования заключается в способности агента сгенерировать воспринятый образ максимально приближенный к оригинальному образу по результатам восприятия и запоминания либо по результатам восприятия, запоминания и анализа. Процессы восприятия, запоминания, анализа не проходят механически. В данных процессах задействована познавательная деятельность. Составим простую программу рисующую линию. Программа 2.7.1.1 Рисование образа и восприятие образаФайл Program.csusing System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication1{ static class Program { /// <summary> /// The main entry point for the application. /// </summary> [STAThread] static void Main() { Application.EnableVisualStyles(); Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false); Application.Run(new Form1()); } }}Файл Form1.csusing System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication1{ public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) { Pen mypen = new Pen(Color.Black, 1); e.Graphics.DrawLine(mypen, 10, 15, 100, 120); mypen.Dispose(); } }}Комментарии к программе:private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)Получаем ссылку на объект Graphics через объект PaintEventArgs при обработке события Paint формы или элемента управления.e.Graphics.DrawLine(mypen, 10, 15, 100, 120);Рисование линии с заданными параметрами (цвет, толщина, координаты начала и конца линии) и другими параметрами. Мы можем получить изображение любой фигуры.Нами получено изображении линии на экране монитора. Мы создали образ. Далее происходит процесс восприятия образа посредством фотосенсоров и вывод его на дисплей. Предположим, что образ уже воспринят фотосенсором и выведен на экран монитора. Этап механического восприятия агентом пройден. Далее проводится этап запоминания образа. Проведем простое механическое запоминание образа в память в виде файла без использования методов познания образа.Класс Graphics предоставляет методы для вывода объектов в устройстве отображения. Объект Graphics связан с конкретным контекстом устройства.Объект Graphics можно получить путем вызова метода Control.CreateGraphics для объекта, который наследует из объекта System.Windows.Forms.Control, или путем обработки события Control.Paint элемента управления и обращения к свойству Graphics класса System.Windows.Forms.PaintEventArgs. Можно также создать объект Graphics из изображения, используя метод FromImage. Дополнительные сведения о создании объекта Graphics см. в разделе Практическое руководство. Создание объектов Graphics для рисования. Используя объект Graphics, можно нарисовать много разных фигур и линий. Дополнительные сведения о рисовании линий и фигур см. в описании метода Draw графического элемента для линии или фигуры, которую требуется нарисовать. К этим методам относятся DrawLine, DrawArc, DrawClosedCurve, DrawPolygon и DrawRectangle. Дополнительные сведения о рисовании линий и фигур см. в разделах Рисование линий и фигур с помощью пера и Использование кисти для заливки фигур. Рисунки и значки можно также рисовать с помощью методов DrawImage и DrawIcon, соответственно. Дополнительные сведения о рисовании рисунков с помощью объекта Graphics см. в разделе Работа с растровыми и векторными изображениями.2.2. Примеры реализации восприятия и запоминанияПрограмма 2.7.1.2 Рисование линий, восприятие образа и запоминание образаФайл Program.csusing System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication13{ static class Program { /// <summary> /// Главная точка входа для приложения. /// </summary> [STAThread] static void Main() { Application.EnableVisualStyles(); Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false); Application.Run(new Form1()); } }}Файл Form1.csusing System;using System.Collections.Generic;using System.ComponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Linq;using System.Text;using System.Windows.Forms;namespace WindowsFormsApplication13{ public partial class Form1 : Form { Bitmap bitmap; Boolean saveInd; public Form1() { InitializeComponent(); bitmap = new Bitmap(pictureBox1.ClientRectangle.Width, pictureBox1.ClientRectangle.Height); saveInd = false; } private void pictureBox1_Paint(object sender, PaintEventArgs e) { Graphics g = Graphics.FromImage(bitmap); Color color = Color.Black; Pen pen = new Pen(color,1); g.DrawLine(pen, 10, 10, 100, 100); g.DrawLine(pen, 10, 10, 100, 10); g.DrawLine(pen, 10, 10, 10, 100); g.DrawLine(pen, 10, 100, 100, 100); g.DrawLine(pen, 100, 100, 100, 10); g.DrawLine(pen, 10, 100, 100, 10); g.Dispose(); pen.