Файл: Горелик, А. Л. Некоторые вопросы построения систем распознавания.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 99
Скачиваний: 1
'лыи предел в (3.34) равен двойному, т. е.
шах rain rain 2 |
= |
™ax |
W — |
Г Е ліГё м 1^ " |
Kl k% |
a - |
* |
|
|
(X, ü ) & , 1 |
|
2 ^ |
n |
N |
|
|
|
|
__ |
|
|
__ |
|
- * |
, 2 |
2 [ 2 ^ > |
г(/)+ ^ ф.(я) + |
^ ф (Ю - |
|
|||||||
|
v=l r=1 /=> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
U - 2 |
я^ |
р^ |
+ |
іс.ф. ^ |
+ |
^ |
фл? ) - ^ |
|
• (3.35) |
|||
/=і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Можно положить, например, |
Кі = Кг,=Кз = К— >-оо. |
|||||||||||
Тогда |
|
|
|
N |
|
. |
|
|
|
|
( |
|
max min min |
|
|
= |
lim max |
|
|||||||
|
2 |
|
|
i U — |
||||||||
XG:A |j.£rAf l^ rsg « |
y _ I |
|
|
iC->oo |
(X.UjGEL, |
|
|
|||||
2 " |
n |
|
|
|
|
|
|
|
Ks ф 2 ( p - v |
) и( —я— ) + |
||
- * 2 2 |
2 я |
|
^ |
р |
' ; ) |
- |
ь |
|||||
V=1 Г—1 /=I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ЛГ |
|
|
__ |
|
|
_ |
|
|
|
|
||
2 ІМРІ + |
* ,Ф, (Я) + |
KaФ2 (? |
) - |
U |
. |
(3.36) |
і=1
Реализация максимума в правой части (3.36) при достаточно большом К будет сколь угодно близка к оп тимальной стратегии стороны А и может быть принята
вкачестве таковой после округления ее компонент до О
и1. Чтобы найти максимум, в (3.36) для каждого К
применимы, например, обычные градиентные методы. В описанной постановке задачи о противодействии системе распознавания предполагается следующее. Если сторона В выполняет некоторые мероприятия, препятст вующие стороне А в определении /-го признака, (/=1, ...,
уѴ), то это приводит к тому, что технические средства наблюдения системы распознавания полностью лишают ся возможности определять данный /-й признак. Рас смотренная задача может быть обобщена на тот случай, когда мероприятия стороны В, связанные с противодей
ствием системе распознавания, |
приводят |
к тому, что |
||
признаки объектов Xj |
средствами системы |
распознава |
||
ния определяются с |
некоторыми |
вероятностями |
pjonp, |
|
j — 1, . .., N. Предполагая, что информированность |
сто |
|||
рон распространяется |
также на |
значения |
вероятностей |
|
€4 |
|
|
|
|
Р і,0ПР. оптимальной |
стратегией |
системы |
распознавания |
||||||
является также максминная стратегия, т. е. такое |
|||||||||
Г Л0 |
« ОТ |
что |
|
|
|
|
|
||
Я0 {Я, , |
|
Яд,}, |
|
|
|
|
|
||
jnin |
шіп |
2 |
l ) pjJ) [ 1 _ |
(1 — ^ ) (1 _ |
р"пр)] = |
||||
|і £ л |
lsSrsgn у_] |
|
|
|
|
|
|
||
= inax _ min |
min |
S |
^ » [ l |
— (1 — |
(1 — p”np)l. (З.37) |
||||
где, как и выше, |
Л = |
Я: Zj = |
1 или |
О, |
У] < СА |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/= 1 |
Af = |
{л: |
= |
0 |
или 1- |
£ |
^ ( р7 ) ( 1 - ^ ) < с Л . |
|||
|
|
|
|
|
|
/=1 |
|
|
і |
Здесь предполагается, что затраты на проведение мер противодействия определению /-го признака зависят от величины Pj01ip, то есть Св = СВ (р™ір).
Таким образом, и в данном случае возникает дискрет ная максминная задача с ограничениями на обе перемен ные Я и |і и ее решение может быть получено также на основе применения метода штрафных функций подобно тому, как это выполнено выше.
При этом легко заметить, что если мероприятия сто роны В полностью исключают возможность определения
/-го признака, то = О и выражение (3.37) преобра
зуется к виду (3.32).
Построение технических средств наблюдения системы распознавания в соответствии с найденным значением
Я°= { я ” ..., Яд,} при любой схеме противодействия, изб
ранной стороной В , обеспечивает системе распознавания
максимальную гарантированную эффективность.
Мы рассмотрели достаточно общий метод выбора со вокупности признаков, которые целесообразно и доступ но использовать при построении системы распознавания. Однако на практике достаточно часто возникает более простая задача, состоящая в проведении сравнительной оценки качества признаков. На некоторых методах ре шения этой задачи мы и остановимся. При этом будем полагать, что качество признака Хі выше, чем признака
5—452 |
65 |
Xs, l, 5 = 1 , . . ., N, если в соответствии с выбранным кри
терием сравнительной оценки величина показателя каче ства признака Хі больше или меньше (в зависимости от метода сравнения) показателя качества признака Xs-
3.3.МЕТОД, ОСНОВАННЫЙ НА СРАВНЕНИИ АПОСТЕРИОРНЫХ ВЕРОЯТНОСТЕЙ
Пусть, как и раньше, проведена классификация объ ектов, определены и описаны на языке признаков Xj,
і ~ 1,.. .. , N, классы Qi, i —1, .. ., m, т. e. известны |
функ |
ции плотности fi(Xj). Пусть, кроме того, известны |
апри |
орные вероятности появления объектов всех классов P(Qi). Требуется произвести сравнительную оценку при знаков Хі и Ха, /, 5 = 1 , .. . , N, т. е. определить, какой из
этих признаков качественнее, полезнее, обладает лучши ми разделительными свойствами.
Разделим диапазон изменения признака Хі на интер
валы:
1) Д(,) (X,) — на которых отлична от нуля одна функ ция fi(Xi);
2) Д^2)(Х;) — на которых отличны от нуля две функ
ции fi(Xi).
3) А(т\Хі) — на которых отличны от нуля т функций
Ші ) .
То же проделаем и с признаком Xs, т. е. определим
интервалы: Д'!)(Х5), Д*2)(Х5)...... |
Д*т )(Х5). |
Предположим, что выполняются следующие зависи мости: если объект принадлежит классу Йг-, то признак
х г <= {д<)} (Xt) V д Г (Хд V ... V Д'и) №)}•
Тогда вероятность получить однозначное решение опре
деляется так:
т
= |
S P(Q,)P[X,GA'1) ( В Д ] = |
|
|
і=1 |
|
|
т |
|
= |
f ' f i i X d d X t . |
(3.38) |
AfwVp
66
Вероятность получить двузначное решение (такое, как „класс і или класс / “) равна
т
= % Р (й (-)Р [х ге д ; 2> ( а д =
1
т |
|
|
|
= |
j |
fi(Xi)dXlt |
(3.39) |
і=І |
д !2) |
(xt) |
|
Л (2)
где Д^ — совокупность интервалов, на которых отличны
от нуля какие-либо две функции из набора /г-(Хг). Наконец, вероятность получить m-значное решение
вида „класс 1 или класс 2,..., или класс m“ равна
т
|
р т = ^ Р ( |
й Ро [ |
X |
, е |
( хд м< |
т =) |
|||
|
|
і= \ |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 2 |
т |
) |
j |
|
fi(Xi)dXlt |
(3.40) |
||
|
;=> |
|
д!т)_(хр |
|
|
|
|
||
где Д™(Хг) — совокупность интервалов, |
на |
которых от |
|||||||
личны от нуля все т функций /г(Хг), |
г = |
1, |
2,..., т. |
||||||
Обозначим через М (q) математическое ожидание слу |
|||||||||
чайной |
величины |
q, |
которая может |
принимать значения |
|||||
<7= 1 , |
2,..., т с |
вероятностями |
Pit |
t = |
1,..., т. Тогда |
||||
|
|
|
|
т |
іРі . |
|
|
|
|
|
|
|
М(<7) = Х |
|
|
(3.41) |
і=1
Определим указанное математическое ожидание для первого и второго признака, т. е. Мх (q) и MXs(q). Если
Мх (<7) > М (<7), то признак Xs обладает большими раз
делительными свойствами, и наоборот, если MXs(q)^>
> М у (о), то признак Хг обладает большими раздели-
тельными свойствами. Будем полагать, что в первом случае выше качество признака X s, а во втором— Хі.
Рассмотрим следующий пример. Пусть в некотором электриче ском контуре возможно возникновение колебаний двух видов, каж дый из которых характеризуется своими значениями амплитуды и частоты. Будем полагать, что колебания первого вида составляют
5* |
67 |
f1(X2 ) [l/mA]
Мг{Хг)[і/іпА]
13X9[mA]
Рис. 3.1.
первый класс явлений Qb а колебания второго вида — класс Q2. По ложим, для распознавания явлений используются следующие призна ки: частота колебаний X t [1/с] и амплитуда колебаний Х2 [шАІ — и заданы законы распределений этих признаков по классам т е функ ции fi(Xj) (рис. 3.1). При этом
№ ) = 1/(8—2) =0,166 [с], /2(Хі) = 1/(12—7) =0,2 [с], fi(X2) =
= 1/(6—il) =0,2(l/mA], Ы * 2) = 1/(13—3)=0,1 |
[1/шА]. |
|||||||
Заданы также |
априорные |
вероятности появления явлений обоих |
||||||
™ассов: ^>(^і) = 0,4; |
Р (Й 2) = |
0,6. |
Определим значения интервалов |
|||||
4 (Л/)- Они |
соответственно |
равны |
|
|||||
|
Д р (/Г,) |
= |
5 [1/cJ, |
Д(') (А,) = |
4 [1/с], |
|||
|
Д|2) (X,) |
= |
4P) (/Г,) = |
1 [1/cJ. |
|
|||
|
Д|1)(//2) = |
2 [мА[, |
Д<2) ( * г) = |
7[мА], |
||||
|
4 2) № ) |
= |
4^> (-*'г) = |
3 [мА]. |
|
|||
Рассчитаем значения |
вероятностей |
|
||||||
|
|
Л ( * і ) = Я ( е , ) |
j |
/,( * ,) < * * ,+ |
||||
|
|
|
|
|
|
Д1!) (X,) |
|
|
+ |
P { Q2) |
j |
}2 {X,) dX, |
= |
0,4.0,83 + |
0 ,6 -0 ,8 ^0 ,8 1 , |
||
|
|
4 ’V .) |
|
|
J /.(А :t) d X l + |
|||
|
|
Л ( А '1) = |
Р (Й І) |
|||||
|
|
|
|
|
|
4 2><+ ) |
|
|
+ |
Я (е г) |
j |
|
f i i X ^ d X j = |
0,4-0,166 + |
0 ,6 -0 ,2 ^0 ,1 9 , |
||
|
|
42 )№ ) |
|
|
|
|
|
68