РАСПОЗНАЮЩАЯ СИСТЕМА
— техническая система, осуществляющая распознавание сигналов (см. Распознавание образов). Р. с. на основании входного сигнала, предъявленного для распознавания, вырабатывает ответ распознавания (см. Ответ распознающей системы).
Примеры Р. с.: 1) читающий автомат для чтения машинописных текстов. Такой Р. с. подается большое к-во машинописных документов стандартного формата. На выходе Р. с. имеем последовательность кодов наименований машинописных знаков в том порядке, в котором они содержатся на документах; 2) речераспознающий автомат. Этой Р. с. предъявляется акустический речевой сигнал. Ответом распознавания является последовательность напечатанных слов; 3) диагностическая мед. машина. На вход ее поступают сигналы о состоянии больного, на выходе указывается способ лечения и доза рекомендуемых для лечения лекарств. Как и любая другая тех. система, Р. с. характеризуется определенными тех. показателями, которые гарантируются при выполнении условий эксплуатации. Специфическими показателями Р. с. являются надежность распознавания, вероятность отказа от распознавания, среднее время исправления человеком одной ошибки распознавания и др.
Р. с. реализует алгоритм распознавания, который определяет ее структуру. Весьма грубо Р. с. можно расчленить на три части: блок выработки признаков (рецептор Р), блок принятия решений (классификатор К) и блок исполнительных устройств (эффектор Э). В рецепторе осуществляется т. н. предварительная обработка сигнала, т. е. переход от первичных признаков (или сигнала) ко вторичным признакам, в пространстве которых осуществляется собственно распознавание. Последнюю ф-цию выполняет классификатор. Результат его решения эффектор воплощает в определенное действие (напр., высвечивает или печатает результат распознавания).
В ряде случаев Р. с. можно представить в виде цепочки элементарных Р. с., чаще всего из двух элементарных Р. с. Такую цепочку в явном виде можно выделить в системе, распознающей машинописные слова. Первая элементарная Р. с. распознает отдельные буквы, вторая на основании побуквенных ответов принимает решение о слове в целом. В каждой элементарной Р. с. можно обнаружить свой рецептор, классификатор и эффектор, причем, как правило, Э одной элементарной Р. с. совпадает
с Р последующей в цепочке. Р. с. с явно выраженными цепочками из элементарных Р. с. получили название иерархических.
Взаимодействие ступеней (элементарных Р. с.) в иерархической Р. с. не сводится к простой передаче взаимодействий вдоль цепочки, а может быть более сложным. Возможны и обратные связи, когда низшие ступени управляются со стороны высших. Эти обратные связи можно обнаружить, напр., в двухступенчатых Р. с. для распознавания слов речи, в которой сначала (1-я ступень) производится членение сигнала на сегменты и пофонемное распознавание сегментов, а затем (2-я ступень) принимается решение о слове в целом. Действие обратной связи здесь заключается в том, что сегментация становится управляемой со стороны высшей ступени с целью получить наиболее уверенный результат распознавания. Посредством обратных связей могут привлекаться дополнительные признаки в соответствии с определенной стратегией либо может изменяться способ предварительной обработки сигнала (напр., изменение порогов квантования).
По характеру использования априорной информации о распознаваемых сигналах различают необучаемые, обучающиеся, самообучающиеся и адаптивные Р. с. Необучаемые Р. с. могут работать только в режиме распознавания. Априорная информация в этих Р. с. учитывается лишь на стадии разработки Р. с. Обучающиеся и самообучающиеся Р. с. могут работать и в режиме обучения и самообучения (см. Обучение распознаванию образов и Самообучение распознаванию образов), когда дополнительно используется априорная информация о распознаваемых сигналах, которая содержится в обучающей выборке. Режимы обучения и самообучения предшествуют режиму распознавания. В процессе этих режимов уточняются (конкретизируются) параметры Р. с. с целью выбора определенных, обычно оптимальных в к.-л. смысле, режимов ее работы. Обучающиеся и самообучающиеся Р. с. содержат соответствующие блоки обучения. Те Р. с., которые для целей уточнения своих параметров постоянно используют информацию, содержащуюся в предъявляемых для распознавания сигналах, получили название адаптивных, или самоприспосабливающихся, Р. с. (см. Адаптация в кибернетике). В этих Р. с. режимы обучения и распознавания не разделяются, а совершаются одновременно.
В процессе обучения, самообучения и адаптации могут изменяться параметры решающего правила, в частности, эталонные сигналы, а также параметры, определяющие наличие связей между отдельными блоками системы, т. е. структура системы, и т. п. Поскольку режимы обучения и самообучения предшествуют распознаванию, они могут быть осуществлены, напр., путем моделирования на ЦВМ. Полученные путем моделирования результаты обучения и самообучения используются для создания Р. с., которая становится необучаемой, т. к. необходимости в блоках обучения и самообучения уже нет. Перенастройка такой необучаемой Р. с. достигается повторным моделированием процессов обучения и самообучения на ЦВМ и заменой соответствующих частей.
Р. с. реализуется с помощью различных тех. средств. Роль Р. с. может играть ЦВМ, оснащенная устр-вом для ввода в нее сигналов и соответствующим математическим обеспечением ЦВМ. В этом случае ЦВМ чаще всего используют как средство для моделирования процессов распознавания и обучения распознаванию. На практике используются гл. о. необучаемые Р. с., напр., читающие автоматы. Обучающиеся Р. с. существуют в виде программ для ЦВМ. С помощью этих программ распознают, напр., отдельно произносимые слова устной речи, различают нефтеносные и водоносные пласты при бурении скважин, отличают близкие по симптомам заболевания, прогнозируют срок службы электронных приборов и т. п. Самообучающиеся и адаптивные Р. с. находятся пока на стадии теор. исследований и лабораторных экспериментов.
Лит.: Васильев в. И. Распознающие системы. Справочник. К., 1969 [библиогр. с. 284—292]; Кибернетика и вычислительная техника, в. 3. Распознавание образов. К., 1969; Файн В. С. Опознавание изображений. М., 1970 [библиогр. с. 284—296].
Т. К. Виииюк.
