December 03 2016 15:38:17
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Теория и методы распознавания оптических образов
Физические основы информации

Теория и методы распознавания оптических образов (картин) нашли применение в военном деле, медицине, криминалистике, при работе с текстами. Предметом теории являются понятие «похожесть» предметов и количественная мера «похожести». В этой теории нет аксиоматики и логических схем. Вместо этого используются преценденты. К основным понятиям относятся: обучающее множество (набор известных прецендентов), экзаменирующее множество (набор объектов или явлений, которые сравниваются с уже известными прецендентами), признаки (качественные и количественные характеристики обучающего множества), решающее правило (алгоритм, позволяющий отнести экзаменуемый объект к одному из классов) и обучение (процедура, приводящая к формулировке решающего правила). Различают логическое распознавание, где обработка информации выполняется согласно четко определенному алгоритму с целью выделения ценной информации, и интуитивное распознавание, когда происходит генерация ценной информации. Вопрос о том, в какой мере мышление человека сводится к распознаванию образов, в настоящее время является открытым. Отметим лишь, что выход за пределы профессионального обучающего множества воспринимается как акт творчества.

Перечислим основные операции, осуществляемые оптическими системами: сложение функций, дифференцирование функций одной переменной, интегрирование функций двух переменных, преобразование Фурье функций двух переменных и свертка двух функций.

Разработка оптического компьютера связана с использованием светового потока как носителя огромного массива информации. Используя оптические элементы, выполняющие определенные математические операции, можно в принципе создать специализированный компьютер, выполняющий аналоговую обработку информации, закодированной в световом потоке, прошедшем через транспарант. Однако такие компьютеры, выполняющие вычисления в реальном масштабе времени за счет параллельной обработки больших массивов информации на двумерных носителях, не являются универсальными. Кроме того, точность оптических компьютеров невысока из – за неидеальности изготовления элементов, а также их неполного согласования. Кроме того, эти устройства сложны и громоздки, а их работа сильно зависит от внешних условий (в первую очередь от вибраций).

Для создания универсального цифрового оптического компьютера необходим оптический транзистор, т.е. устройство, обладающее двумя устойчивыми состояниями, причем переход из одного состояния в другое может осуществляться за счет действия светового импульса. В принципе быстродействие оптического транзистора может быть намного выше, чем электронного транзистора, быстродействие которого ограничено скоростью движения свободных носителей электрического заряда (для кремния предельная скорость свободных носителей заряда ~ 107 м/с), а также величинами паразитных емкостей и индуктивностей. Разработка оптического транзистора связана с поиском нелинейных оптических эффектов, обеспечивающих бистабильность системы, и соответствующих технологий изготовления оптических схем.

Главной областью применения оптических компьютеров будет обработка многомерных сигналов – изображений и полей. Эту область называют цифровой оптикой. Цифровая оптика соприкасается с другими направлениями информационных и компьютерных наук – распознавание образов, искусственный интеллект, компьютерное зрение, интроскопия, томография. Задачи цифровой оптики являются настолько емкими, что для их решения оказалось целесообразным создание автоматизированных систем обработки изображений и полей. Изображения и поля являются, как правило, векторными сигналами, содержащими от 2 до 10 – 12 компонент, причем в процессе обработки размерность вектора может меняться. Например, из исходного скалярного сигнала, характеризующего монохроматическое изображение, может формироваться цветное, объемное, подвижное изображение и наоборот, из многоспектрального изображения формируется скалярное изображение. Характерным объемом информации при цифровой обработке информации является 1 Мбайт, причем необходим диалоговый режим с участием пользователя – эксперта.

Анализ работы мозга показывает, что анализ картин и изображений характерен для первичной стадии обработки информации. Впоследствии решение задачи переводится на «внутренний язык», в котором операции совершаются над семантическими структурами. Семантическая структура – это граф, вершинами которого служат понятия, а связями – соединяющие их отношения. Основной вид деятельности мозга человека – это операции с семантическими структурами: их распознавание, генерация, передача, преобразование и сравнение. Эти механизмы легли в основу языка. Все необходимые операции над семантическими структурами должны осуществляться в мозге аналоговым образом, как некие динамические процессы в сложной распределенной нелинейной системе. Основные принципы работы мозга стремятся воплотить в будущих нейрокомпьютерах, где отсутствует преобразование информации на язык математических символов и числовых операций. Наиболее адекватной элементной базой для будущих нейрокомпьютеров является молекулярная микроэлектроника. Тем не менее это не исключает создание нейрокомпьютера на основе сверхбольших интегральных полупроводниковых схем или оптоэлектроники.

Тема №4

Квантовые методы получения информации

и квантовая метрология

Лекция №13

Использование волн различной физической природы для изучения вещества

  1. Виды взаимодействия волн с веществом.

  2. Спектральный анализ.

  3. Рентгеновский структурный анализ. Отражение рентгеновского излучения кристаллами. Условие Брэгга-Вульфа. Рентгеновская томография.

  4. Резонансная γ–спектроскопия. Эффект Мессбауэра. Опыт Р. Паунда и Г. Ребке.

  5. Электронография и электронная микроскопия.

  6. Нейтронография.

  7. Атомно-силовой микроскоп.



при взаимодействии частицы со средой ее энергия меняется, что приводит к изменению движения частицы и соответствующему изменению характера распространения волны де Бройля. Причем это происходит согласно принципам, общим для всех волновых явлений. Общим условием дифракции волн любой природы является соизмеримость длины волны λ падающей волны с характерным размером неоднородности (например, расстоянием между двумя соседними рассеивающими центрами).

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,191,134 уникальных посетителей