Основы построения систем распознавания образов
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
технической системы следует считать описание.
Описание - совокупность сведений об исследуемой системе и условиях, при которых необходимо провести исследования.
Описание представляется в виде:
-схем;
-текстов;
-формул;
-таблиц экспериментальных данных;
-характеристик внешних воздействий и окружающей систему внешней среды.
Описание задает предполагаемый алгоритм работы системы и может формально рассматриваться как некоторая функция внешних воздействий.
В качестве примера можно без достаточной детализации рассмотреть описание модели системы распознавания речи.
Здесь, во-первых, исходя из того, что описание - это сведения о системе и условиях ее применения, нужно более точно определить систему распознавания речи, Например:
“Система распознавания речевых команд управления подъемом стекол автомобиля в процессе его эксплуатации”.
Для такой системы описание модели должно включать:
-схему речевого аппарата человека и теоретические положения речеобразования;
-описание условий речевого управления (шумы двигателя, шумы окружающей среды и т.д.);
-характеристики микрофона, как датчика сигналов, воспринимающего команду (зависимость выходных сигналов от звукового давления во всем диапазоне частот, например, в виде таблиц);
-характеристики сигналов управления (мощность, направленность, удаленность от микрофона);
-характеристики канала приема электрических сигналов на входе преобразователя “аналог-цифра” компьютера (чувствительность, дискретность, точность и т.п.);
-математические зависимости, применяемые для обработки принятого сигнала с целью получения признаков распознавания и классификации;
-способ преобразования результатов распознавания в команды управления;
-характеристики канала передачи команд управления;
-требования к величинам сигналов управления двигателями подъема стекол. и т.д. и т.п. )
Модель воспроизводит описание системы с большими или меньшими упрощениями, зависящими от намерений исследователя, возможностей вычислительных средств, имеющихся в его распоряжении и времени, отпускаемого на проведение испытаний.
При этом должен достигаться разумный компромисс между точностью воспроизведения моделью характеристик системы и сложностью необходимых для этого мер и средств.
Другими словами (основываясь на рассмотрении описания системы как функции внешних воздействий) , при моделировании производится аппроксимация функции-описания более простой и удобной для машинного представления функцией-моделью.
Аналогия между построением модели и аппроксимацией позволяет использовать для наглядности представлений аппроксимацию функции w(x) на некотором отрезке [a,b] линейной комбинацией
Здесь - модель функции-описания w(x) характеризуется
n параметрами (числовыми коэффициентами i );
i (x) - некоторые возможные простые функции, заданные на том же отрезке [a,b].
Теперь, исходя из характеристики модели (см. выше положение о том, что модель воспроизводит систему с упрощениями), варьируя параметрами i, необходимо получить наилучшее или удовлетворяющее исследователя (в некотором смысле) приближение функции-модели к функции-описанию.
Обычно для оценки точности описания и модели пользуются более удобной для вычисления мерой
где Qw - скалярный показатель, который намереваются получить при исследовании системы (например, производительность, надежность, пропускная способность); Q - скалярный показатель, соответствующий Qw, но полученный при анализе модели .
При этом описание w(x) и модель (x) отождествлены с векторами w и некоторого многомерного пространства.
Если при этом описание полностью характеризует систему и ее состояния и существует некоторое взаимно-однозначное преобразование
и
то модель и система (в крайнем случае ее описание) изоморфны.
При выполнении только второго соотношения, то есть при отсутствии обратного преобразования, имеем дело с гомоморфностью.
Л Е К Ц И Я 5.2
Моделирование сложных систем и применение моделей
5.2.1. Принципы построения модели сложной системы
а) Принцип декомпозиции
Прежде всего исходим из того очевидного положения, что сложные системы можно разбить на подсистемы и элементы с иерархической структурой связей. Тогда каждая подсистема, решая конкретную задачу, обеспечивает тем самым достижение общей цели.
С этих позиций, к особенностям сложной системы следует отнести такие:
1)Сложную систему можно расчленить на конечное число подсистем, а каждую подсистему, в свою очередь, - на конечное число более простых субподсистем до тех пор, пока не получим элементы системы (под элементами системы следует понимать объекты, которые в условиях данной задачи не подлежат расчленению на части).
2)Элементы сложной системы функционируют во взаимодействии друг с другом.
3)Свойства сложной системы определяются не только свойствами отдельных элементов, но и характером взаимодействия между ними.
На практике стремятся расчленить сложную систему на такую совокупность подсистем, которая наилучшим образом отражала бы работу и функциональное взаимодействие ее ?/p>