Файл: Горелик, А. Л. Некоторые вопросы построения систем распознавания.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Будем дополнительно считать, что й данной местности не происходит резкой смены температуры, т. е.

 

 

Ті— >-^1 + ^2,

Г,-—>-/2+ ^3.

(6.26)

Учитывая,

что в нашем случае ti + t2 = t 3 І2-Из = П,

запишем усло­

вия (6.26)

в виде

_

_

(6.27)

 

 

7,і+ із==І,

Ta+ ti = l.

Перемножив левые части соотношений (6.22), (6.23) и (6.27), полу­ чим условие, которому должны удовлетворять элементы Ті и tj,

tl • I 2 • Тз • T l ■ Т 2 - Т з + І і - І 2 ‘ І З ' Т і - Т 2 - Т з +

+

T l - t 2 ' t 3 ‘ T l - T 2 - T 3 + t l - t 2 - t 3 - T i - T 2 - T 3 +

 

+

t i • t2 t a - T \ • T 2 - Тз + ti ■ I 2 • t3 • T i ■ T 2 ■ Т з +

 

 

-hti • t2 • ts ‘ Ti • T2 • Тз=1.

(6.28)

Заметим далее, что в соответствии со смыслом высказываний Lu L2 и К необходимо потребовать, чтобы (Li + L2)— *-К, или что то же

Ъ\ ■Ь2 + К = \ .

(6.29)

Соотношение (6.29) утверждает, что снег или дождь могут выпадать только при пасмурной погоде.

Точно так же будем считать, что

 

/і+ /с= I,

(6.30)

т. е. средняя погода за день не может быть названа

ясной, если

в течение дня выпадали осадки.

 

Перемножив соотношения (6.24) и (6.29) и отдельна (6.25) и

(6.30), получим

 

Li- Ьг-Тз-\- К ■La • (Li-La + Li-La) = I;

(6.31)

Ti ' (t2' Із~\~І2 ' Із) А-k • l i 1 T2 • Ta=\.

(6.32)

Мы рассмотрели набор высказываний, характеризующих с определен­ ной детализацией состояние погоды, и установили те связи, которые налагаются па эти высказывания.

Обратимся теперь к приведенному выше тексту и в соответствии со встречающимися в нем понятиями введем дополнительно следую­ щие обозначения: Л) — солнце, дома, деревья видятся через льдистый серебряный дымок; А2 — заходящее солнце красное; А 3 — вокруг за­ ходящего солнца появились большие белые круги или высокие стол­

бы; At — вечером видны несколько солнц (ложные

солнца); Л5—

после захода солнца под ногами поскрипывает

снег;

Л6—звуки (по­

сле захода солнца) слышны отчетливо, громко;

A^ — луна на ночном

небе появилась белая и яркая, видны лунные горы;

Л8— звезды го­

рят ярко и чисто, звезд много и их хорошо видно; Äg — звезды плохо

видны, неяркие,

маленькие,

звезд

мало; Л9 — оконные

стекла

запо­

тели, на

рамах

выступили

капельки воды; Лю — дым

из труб

под­

нимается

прямо

вверх; Лю — дым горбится, стелется к земле; Ап

вечерняя

луна

красноватая; Л7

-Лц — луна обычная;

Л12—вокруг

луны появился круг красноватого

цвета.

 

 

178



Анализируя текст, легко непосредственно убедиться в справедли­ вости следующих зависимостей:

Ьз • Т3 • Аі->-із, Ъз • Тз •Л2— >-Із • /і, Ьз • Тз ■(Лз + Л4)— *-t3,

 

( Т 3 - І- Т 2 ) •

 

A ß - j - L 3 • А т L 3 - А з ) — y t s

1, /

Т3-Л9— >-/2,

Т2*Л9—

Тз’ Ѵ ' А ю — *~tz *k,

 

 

j

Т3-ѵ ■Ащ - L 3 - А ц • A i s t 2 • k-V,

 

 

1 T2

А iQ- L'3 ■A xl - A 12 —* t3 - k - v ,

 

L 3 As

■k.

 

 

 

Представим данные связи в форме соотношений эквивалент­

ности:

^з + Г з + Л ] + ^з = І,

 

 

 

 

Тз +

Т 3 -f- Ä2 +

t3 ■l\ = I ,

 

 

Т3 + Тз + Л3 • Л4 + t3 = I ,

 

 

Т 2 ’Тз + Л5 • Л6 ■(L3 + Л7.Л,) + /,-/, = І,

 

 

Тз +

Л9 +

t2 I,

(6.33)

 

Тг +

Л9 +

^1=

І,

 

 

 

Т з + У + Л10-|-^2-& = 1 >

 

 

Тз +

Ѵ +

Л10 +

Т3 -j- Лп + Л]2 + t2 -k -v=l ,

 

Г2 + У + Л10-|-Тз-[-Лп +Лі2 + ^і-k-v=\,

 

Т13 + Л8 + v-kI.

)

Перемножив

первые четыре

соотношения (6.33), в

которые входят

только признаки Аі, . . . , Л8, связанные с морозной погодой, по-

лучим

_

_ _ _

_ _ _ _

_

 

із •7і+ Т3 • Л

5 • Лб+ Т2 • ТзА-Аз • А в - Аі Ag • (Тз+

 

+7з-Л 2+ Л і-Л 2-Л з-Л 4) = І .

(6.34)

Для того чтобы сократить число исходных зависимостей, перемно­ жим некоторые из оставшихся соотношений (6.33). При перемноже­ нии пятого и шестого соотношений получим

 

А 9+ Т2 • Тз +Тг • ^2+ Т3 ■ti = I,

(6.35)

произведение седьмого, восьмого и девятого соотношений

(6.33)

дает

_ _

_

_

 

 

V + A 1 0 + T 2 Т з А Т 2 12 • k •ѵ + Тз ti •k ■ и 4-

 

 

+ (Т3 1 1

+^4іг) • (Тз+ /2 ‘£)= і.

(6.36)

Последнее (десятое) соотношение (6.33) умножим на левую часть соотношения (6.31), получим

K - L s - ( L i - L z + L i ■Ь 2) + L i ■L z -Ьз ■(Л8

+ у • k ) = l .

(6.37)

И, наконец, перемножив соотношения

(6.28) и

(6.35), будем

иметь

ti Tz ti Ті • Тг • ТзА-ti • t2 • Тз • Ті • Т%• ТзАІі • t2 • Тз • Ті • Т2 • ТзА

+ 71 tz Тз • Ті ■Т2 • Т3 А А 3 ■(Ті • tz • Тз • Ті • Tz • Тз +

 

+ П • Тг • t3 • Ті • Тг • Тз+ ft • Tz •

• Т\ • Тг • Тз) = J.

(6.38)

12*

179


После всех этих предварительных построений поставим следую­ щую задачу: зная текущее состояние погоды, характеризуемое зна­

чениями

истинности элементов

7Т, Т 2, Т 3,

L i ,

L 2, L 3,

К , V ,

и учи­

тывая

признаки А 1,

А і 2 ,

определить

на

основе

соотношений

(6.34)

и

(6.36) —(6.38)

булеву

функцию f(ti,

t2, t3, U,

i2, l3,

k, v),

которая

может рассматриваться при данных

условиях как

истин­

ная. Решение этой неоднократно встречавшейся нам ранее задачи

сводится

к

построению сокращенного базиса

6Х [Л4........... А і2,

Ті, . . . ,

к].

Легко видеть, однако, что предварительно перемножив

соотношения

(6.34), (6.36) —(6.38) и представив

их в дизъюнктив­

ной нормальной форме, мы получили бы в данном случае неоправ­ данно большую по размерам таблицу. Резкое возрастание количе­ ства колонок таблицы сокращенного базиса при увеличении числа соотношений вида (6.33) связано со слабой логической зависимостью признаков А і.

Для того чтобы уменьшить влияние фактора размерности в этой и в подобных этой задачах, мы можем изменить последова­ тельность операций, связанных с нахождением решения. Именно,

подставим вначале в булевы функции (6.34)

и (6.36) —(6.38)

извест­

ные

значения

истинности элементов

Т і,

Т 2,

Т 3, Li, t 2, L 3,

К , V

и /1і,

.. ., А і2

и после этого перемножим полученные соотношения.

В общем случае могут быть известны значения истинности не

всех

элементов

А і, . . . ,

Ä S2. Тогда

для

нахождения решения

 

 

f(t 1,

t2, t3, h, l2,

/з,

к,

t))= I

 

необходимо составить логическую сумму всех тех функций /, ко­ торые получаются при всевозможных комбинациях значений истин­ ности неизвестных элементов А и Например, предположим, что текущее состояние погоды в мо_мент, когда производятся наблюде­

ния, задается

функцией

Т 3 L i V ■К = I, и,

кроме

того,

установлено,

что Аі ■А2 = і .

что

Li = L 2 - L 3, Т 3 = Т \ - Т 2,

умножим

левые части

 

Учитывая,

соотношений (6.34),

(6.36) —(6.38) на

 

 

 

 

 

 

 

Тi -T2 -T3 -Li -L2 -L3 -V-К ■Аі- А 2— \.

(6.39)

В

результате^

получим

t3-h = \,

Ак> + 12 ■k ■(v + Ä u + Ä i 2) =1,

ti-

(t2 ■t3 + Ac, • t2 • t3) =

\.

 

 

 

найдем

 

Перемножив

левые

части этих соотношений,

и,

следовательно,

А э А іо І і t2 tз • /і I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(h, І2, t3,

lu h, /з, V,

k ) = t 3 -h.

 

(6.40)

Таким образом, на следующий день ожидается ясная морозная погода. Кроме того, на основании соотношения (6.40) можно утвер­

ждать (хотя это нас и не интересовало),

что в момент наблюдения

за текущим состоянием погоды оконные

стекла не запотели, а дым

из печных труб поднимался вертикально вверх.

Покажем

те'перь,

каким образом

можно применить изложенные

в §§ 6.2, 6.3 алгоритмы для решения данной задачи. Представим

соотношения

(6.34),

(6.36)—(6.38) в

виде таблиц, пронумерованных

теми_ же

цифрами _34,_36—38,

а данные

(6.39) о состоянии

погоды:

Т 2 ■Т 3 • Ьі ■L 2 • L 3 ■V ■К ■А і А 2 = I — запишем

в виде

табл. 39

на рис.

6.2. При этом для

упрощения

записи

условимся

считать,

180


- о оо о —

—о о

—о о

0 —0

Рис.

о

о о о о о ~ о о

Признаки

181

что пустые разряды колонок в таблицах соответствуют неопределен­ ным значениям истинности элементов, которые мы в § 6.2 обозна­ чали через X. Сравним столбец табл. 39 со столбцами табл. 34, 36—38 по правилам, приведенным в § 6.2.

Отбрасывая столбцы, несравнимые с крайним правым столбцом, получаем усеченные таблицы 34', 36'—38', представленные на рис. 6.3. Перемножив эти таблицы по правилам, которые использу­ ются для построения сокращенного базиса, мы получим новую

Рис. 6.3

табл. 40, состоящую в рассматриваемом примере из одного столбца. Искомое решение представляет собой значения разрядов этого столбца от ti до о и интерпретируется так же, как и в (6.40):

i l -?2, ^3’L= ^3'L==I.

Составив табл. 34, 36—38 и задав правила вычисления решения

f(ti, h,

h, h,

h, k, v), мы построили систему распознавания,

которая

может

определять погоду на

завтра, опираясь на признаки

Т1, Т2, Т3, Li,

и , L3, К,

V и Аі, . . . ,

Лі2. Данная система содер­

жит 28 элементов, она легко может быть реализована на ЭВМ.

При

рациональной

организации

вычислительной процедуры

(отказавшись от предварительного построения сокращенного базиса)

182