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
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-k — I. |
) |
|||
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 +Л1 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: |
|
7Т • 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