Распознавание образов

понятие и основные методы распознавания образов. Практические примеры распознавания. ...

Оглавление
Введение 2
Распознавание образов 3
Программа 1 11
Литература 15

Язык программирования С# располагает обширными типовыми классами для создания, анимации, трансформации графических изображений. Мы познакомимся с данными классами, их методами и свойствами. Составим практическую реализацию программ с применением основных типовых классов с# для работы с графикой.

Начнем с самых простых программ. Задача состоит в том, чтобы программа могла из некоторого количества объектов распознать прямую линию. Для решения этой задачи можно применить математические формулы, шаблоны – графические изображения, понятия и определения на языке программирования, доступные для понимания программой. Самый простой на наш взгляд способ – это с помощью математических формул.Программа должна выполнять следующие функции:Создавать изображение;Считывать изображение;Распознавать изображение.Создание изображение реализовано в классе ImageDraw():public class ImageDraw { Pen blackPen; float x1; float x2; float y1; float y2; public ImageDraw() { // Create pen. blackPen = new Pen(Color.Black, 3); //Create coordinates of points that define line. x1 = 100.0F; y1 = 100.0F; x2 = 500.0F; y2 = 100.0F; } public void ShapeCreater(PaintEventArgs e) { e.Graphics.DrawLine(blackPen, x1, y1, x2, y2); } }В классе ImageDraw() создается горизонтальная линия заданной толщины и цвета. При помощи изменения параметров и кода, можно нарисовать любую фигуру. Класс Form1() реализует вывод созданного изображения на дисплей при помощи метода pictureBox1_Paint () в элемент pictureBox1.Рассмотрим методы считывания изображения с дисплея. Первый метод – это считывание изображения по пикселам. Метод заключается в следующем. Происходит перебор всех пикселов изображения. В процессе перебора считывается информация о координатах х и у, цвете и других свойствах каждого пиксела. Метод дает точное считывание всего изображения. Этот метод можно сравнить с функцией глаза или фотокамеры. Глаз и фотокамера – это датчики, которые считывают информацию об окружающей среде. Назовем их оптическими датчиками.Датчик — понятие в системах управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. Сигнал (в теории информации и связи) — материальный носитель информации, используемый для передачи сообщений в системе связи.Оптические датчики — небольшие по размерам электронные устройства, способные под воздействием электромагнитного излучения в видимом, инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах подавать единичный или совокупность сигналов на вход регистрирующей или управляющей системы. Оптические датчики реагируют на непрозрачные и полупрозрачные предметы, водяной пар, дым, аэрозоли.По виду измеряемого параметра выделяют фотодатчики. К фотодатчикам относятся: фотодиод и фотосенсор. Фотодиод - приёмник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд за счёт процессов в p-n-переходе. Фотосенсор (матрица или светочувстви́тельная ма́трица) — специализированная аналоговая или цифро-аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов — фотодиодов.Предназначена для преобразования проецированного на неё оптического изображения в аналоговый электрический сигнал или в поток цифровых данных (при наличии АЦП непосредственно в составе матрицы).Является основным элементом цифровых фотоаппаратов, современных видео- и телевизионных камер, фотокамер, встроенных в мобильный телефон, камер систем видеонаблюдения и многих других устройств.Применяется в оптических детекторах перемещения компьютерных мышей, сканерах штрих-кодов, планшетных и проекционных сканерах, системах астро- и солнечной навигации.Фотосенсор преобразует проецированное на него оптическое изображение в поток цифровых данных. Оптическое изображение проецируется на фотосенсор при помощи оптического объектива. Предметы окружающей среды отражают световые волны. Свет — это электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом. Длины волн видимого света лежат в диапазоне от 380 до 780 нанометров, что соответствует частотам от 790 до 385 терагерц, соответственно. Видимое излучение — это электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом.Электромагни́тное излуче́ние (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей). Электромагни́тное по́ле — фундаментальное физическое поле, взаимодействующее с электрически заряженными телами, а также с телами, имеющими собственные дипольные и мультипольные электрические и магнитные моменты. Представляет собой совокупность электрического и магнитного полей, которые могут, при определённых условиях, порождать друг друга, а по сути являются одной сущностью, формализуемой через тензор электромагнитного поля.Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.Магни́тное по́ле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами.Говоря простым языком цвет — это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным.Глаз — сенсорный орган (орган зрительной системы) человека и животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения.Зри́тельная систе́ма — оптикобиологическая бинокулярная (стереоскопическая) система, эволюционно возникшая у животных и способная воспринимать электромагнитное излучение видимого спектра (света), создавая изображение, в виде ощущения (сенсо́рного чувства) положения предметов в пространстве. Зрительная система обеспечивает функцию зрения.Изображе́ние — объективная реальность (объект), более или менее точная и детальная копия объекта, в виде рисунка, образа, картины, скульптуры, литературы, кинематографии, отражение и т.д.. Опти́ческое изображе́ние — картина, получаемая в результате прохождения через оптическую систему световых лучей, распространяющихся от объекта, и воспроизводящая его контуры и детали.На практике часто меняют масштаб изображения предметов и проецируют его на какую-либо поверхность.Соответствие объекту достигается, когда каждая его точка изображается точкой, хотя бы приблизительно. При этом различают два случая: действительное изображение и мнимое изображение.Действительное изображение создаётся, когда после всех отражений и преломлений лучи, вышедшие из одной точки предмета, собираются в одну точку.Действительное изображение нельзя видеть непосредственно, но можно увидеть его проекцию, просто поставив рассеивающий экран. Действительное создаётся такими оптическими системами, как объектив (например, кинопроектора или фотоаппарата) или одна положительная линза. Действительные изображения создаются собирающими линзами и вогнутыми зеркалами.