Удача или неудача при распознавании данного образа опре-
делялась степенью искажения или преобразования прототи-
Распознавание образов
.па, а предъявлялась данная фигура раньше или нет, не име-
ло значения.
Иаксогласно протодипно.й, теорий, р.аспознавания обра-
"SB вДTrчeJnтвёкap.a.вд.тcя. ..прототипы обрда9а",длдкаждо-
""города информации, например прототипы букв, лиц или фи-
у~T05тSвлeнныx из точек. .Встречаясь с новым образом,
распознающая система сопоставляет его с этими прототипа-
""мй, проверяя не точное (эталонное), а скорее приблизитель-
ное соответствие допускающее некоторую..изменчивость сти-
мула. Какой прототип будет лучше всего соответствовать
данномустимулу, такой образ и будет распознан в этом сти-
муле. Подобная модель, включающая также механизм пред-
варительной "обработки стимула, представляет значительный
.шаг вперед по сравнению-с наивной эТалбнной гипотезой.
ЭЛЕМЕНТЫ ОБРАЗА -
До сих пор мы рассматривали распознавание образов, не
давая определения слову <образ> (pattern); это, конечно,
серьезное упущение. Согласно одному из определений (Lus-
пе, 1970), образ-это конфигурация из нескольких элемен-
тов сдставляющих некое целое. Подобное определение под-
разумевает, что любОй образ можно разбить на более прос-
тые элементы и что при воссоединении этих элементов вновь
. возникает образ. Например, можно представить буквы алфа-
вита состоящими из таких элементов, как вертикальные ли-
нии, горизонтальные линии, линии с наклоном в 45Ї и кри-
вые. С этой точки зрения букву А можно представить как
/ плюс \ плюс -. Эти элементы в надлежащем сочетании
дают образ буквы А. В общем концепция элементов, или
элементарных признаков, сводится к тому, что из относи-
тельно небольшого множества более простых частей, взятых
в различных сочетаниях, можно создать все образы, входя-
щие в некое более мощное множество (например, множество
печатных букв алфавита).
Другой пример множества образов, которые можно соз-
дать из более простых элементов (<признаков>),- это устная
речь. Речь состоит из основных звуковых единиц, называемых
фонемами и аналогичных буквам, из которых слагаются
слова, предъявляемые зрительно. Фонему можно определить
как такой звук, который, изменяясь как отдельный элемент,
может изменить смысл слова. Например, звуки, соответству-
ющие буквам л, в ил,и б в словах лес, вес, и бес, .представля-
ют собой разные фонемы, потому что каждый из этих звуков
изменяет смысл произносимого слова. Одна фонема мажет
быть представлена множеством акустических вариантов, так
Глава 4
как каждый человек произносит ее немножко иначе, чем дру-
гие, но тем не менее мы узнаем одну и ту же фонему, произ-
носимую разными людьми. Все это означает, что мы можем
считать фонему единицей речи, некой абстракцией, объеди-
няющей множество сходных звуков. В этом смысле ее можно
сравнить с рукописной буквой, которую каждый человек вы-
водит немножко по-своему, но которую тем не менее всегда
удается распознать.
Выявление набора признаков, которые можно использо-
вать в различных сочетаниях для получения фонем (подобно
тому как можно использовать прямые и кривые линии и уг-
лы в качестве основы для получения печатных букв),-очень
трудная проблема, но все же было сделано несколько попы-
ток решить ее. Один из методов основан на том, чтобы
исследовать механизм артикуляции звуков и попытаться опи-
сать каждый звук речи в соответствии с тем, как человек
использует при его произнесении свой речевой аппарат. В ре-
чевой аппарат входят язык, нос, зубы и губы, голосовые
связки и мышцы диафрагмы.
Рассмотрим, например, звуки с и з. Попробуйте произ-
нести каждый из них, и вы сможете заметить, что при произ-
несении з звук кажется исходящим из горла, тогда как в
произнесении с участвует только рот. По этому признаку
звуки делят на глухие и звонкие: с-глухой звук, при его
произнесении голосовые связки неподвижны; з-звонкий
звук, при его произнесении голосовые связки вибрируют. По-
этому говорят, что эти два звука различаются по одному
признаку-звонкости. Конечно, звуки речи обладают и мно-
гими другими признаками. К ним относятся положение язы-
ка в ротовой полости (переднее, среднее или заднее), про-
хождение воздуха через нос или только через рот и многие
другие. Предполагается, что каждой фонеме соответствует
единственное в своем роде сочетание таких признаков - ка-
кая-то специфическая для нее конфигурация речевого аппа-
рата. Исследуя речевую артикуляцию, пытаются выявить
набор элементов, характеризующий каждую отдельную фо-
нему.
Несмотря на все старания установить отличительные
признаки звуков речи или печатных букв, полного успеха
достигнуть не удалось, хотя некоторые результаты можно
считать удовлетворительными. Тем не менее идея о возмож-
ности описывать образы при помощи набора элементарных
признаков кажется весьма привлекательной. Выработана
довольно подробная спецификация фонем английского языка,
основанная на их отличительных признаках (Jakobson а. о.,
1961); возможно также установить элементарные признаки
Распознавание образов
различных печатных букв для шрифтов определенного типа
(Rumelhart, 1971). Например, буквы алфавита можно опи-
сать при помощи одних только вертикальных и горизонталь-
ных линий, если принять такие начертания, как Р Q Ц
/ Итак, мы рассмотрели сначала наивную эталонную гипо-
. тезу и установили ее полную непригодность. Однако мы на-
шли, что если добавить к ней процесс предварительной обра-
ботки (небольшое видоизменение входного стимула, прида-
ющее ему стандартные размеры и положение) и концепцию
прототипа, то можно создать модель гораздо лучшую, чем
эталонная система.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127