Часть II. РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ
Глава 3. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ОБРАЗОВ
3.0. Классификация
Классификация лежит в основе интеллектуальной деятельности. Мы так легко классифицируем, что редко задумываемся над тем, насколько это существенно или насколько тонки производимые нами классификации. Вы в состоянии узнать свое имя, произнесенное мужчиной или женщиной, простуженным человеком или здоровым, на фоне шума самолетных двигателей или сонаты Бетховена. Если бы вам пришлось анализировать физические воздействия, которым в каждом случае подвергается ваше ухо, то вы не нашли бы в них почти никакого явного сходства. Теперь обратимся совершенно к другому случаю. Когда врач ставит диагноз, он не просто выбирает название для недуга больного. Он должен решить, принадлежит ли данный пациент классу пациентов, которому показано лечение X. И наконец, рассмотрим третью задачу классификации. Операторы радара или сонара должны решить, являются ли наблюдаемые на дисплее конфигурации результатом отражения от цели, действия фонового шума или отражения от неслучайной цели, но не той, за которой они следят. В общем случае нет совершенного правила, с помощью которого они могли бы это сделать, поскольку как цель, так и шум могут привести к почти любой конфигурации на дисплее. Различие состоит в вероятности, с которой цель или шум дадут определенные изображения.
С точки зрения психолога, эти примеры совершенно различны. Первый обычно трактуется как задача восприятия, второй — как задача логического мышления и третий — как задача обнаружения сигнала. Здесь и находится то место, где человек и вычислительная машина, возможно, отличаются друг от друга. Вполне может оказаться, что в каждом случае вовлекаются различные психологические процессы. В то же время эти задачи могут иметь одно и то же математическое описание, и они, возможно, должны анализиро
ваться одинаковыми алгоритмами. В каждом случае наблюдателю дается набор объектов, которые можно описать заданием значений для каждого признака из известного множества признаков. Каждый объект принадлежит одному или более классам из некоторого фиксированного множества. В задаче классификации образов наблюдатель должен применить установленное ранее правило, чтобы решить, какому классу принадлежит объект. В задаче распознавания образов это правило классификации должно вырабатываться на основе исследования множества объектов с известной принадлежностью различным классам. Эти объекты в совокупности называются обучающим множеством или выборкой. В задаче формирования образов объекты предъявляются наблюдателю без указания их принадлежности классам. Наблюдатель должен самостоятельно построить соответствующее определение классов.
Далее мы будем в основном изучать задачу распознавания. (Внимательный читатель, возможно, уже заметил, что задача классификации эквивалентна задаче выяснения, является ли некоторая цепочка предложением в формальном языке.) В этой главе будет дана классификация задач распознавания образов. Приводимая схема классификации позволяет выделить отдельные подклассы задач распознавания. Мы представим обзор этих типов задач, а в последующих главах подробнее исследуем указанные проблемы.
