Программы распознавания образов

2.1 Программы распознавания образов

В последние годы распознавание образов находит все большее применение в повседневной жизни. Распознавание речи и рукописного текста значительно упрощает взаимодействие человека с компьютером, распознавание печатного текста используется для перевода документов в электронную форму. Популярно мнение, что распознавание, как и прочие алгоритмы искусственного интеллекта, есть черная магия, недоступная простым смертным. На самом же деле алгоритмы, лежащие в основе распознавания, довольно очевидны, нужно лишь зайти чуть издалека и определиться с терминами.

Базовым является неопределимое понятие множества. В компьютере множество представляется набором неповторяющихся однотипных элементов. Слово "неповторяющихся" означает, что какой-то элемент в множестве либо есть, либо его там нет. Универсальное множество включает все возможные для решаемой задачи элементы, пустое не содержит ни одного.

В классической постановке задачи распознавания (странно называть классической науку, которой от силы несколько десятилетий универсальное множество разбивается на части-образы). Образ какого-либо объекта задается набором его частных проявлений. В случае с распознаванием текста в универсальное множество войдут все возможные знаки, в образ "Ы" - все возможные начертания этой буквы, а программа распознавания занимается тем, что на основе небольшого набора примеров начертаний каждой буквы (обучающей выборки) определяет, какую из них символизирует введенный символ.

Методика отнесения элемента к какому-либо образу называется решающим правилом. Еще одно важное понятие - метрика, способ определения расстояния между элементами универсального множества. Чем меньше это расстояние, тем более похожими являются символы, звуки - то, что мы распознаем. Обычно элементы задаются в виде набора чисел (а как еще?), а метрика - в виде функции. От выбора представления образов и реализации метрики зависит эффективность программы, один алгоритм распознавания с разными метриками будет ошибаться с разной частотой (право на ошибку для программ распознавания так же характерно, как и для людей).

Хорошо показывает принцип работы распознавания образов элементарный алгоритм на основе метода множества эталонов. На входе его имеется обучающая выборка - набор примеров A'ij для каждого образа Ai, метрика d и сам распознаваемый объект x. С помощью метрики вычисляем расстояние от x до каждого элемента обучающей выборки d(x, aij) и находим условное расстояние d(x, Ai) как расстояние от x до ближайшего элемента из Ai. Элемент x относится к образу, который окажется ближе всех.

Практически тут требуется найти минимум расстояния по каждому классу и еще раз взять минимум. Любители трогать руками могут взять в качестве представления элемента пару координат, в качестве метрики - расстояние по теореме Пифагора, и набросать программку, которая будет выполнять описанную операцию над массивом точек двухмерного пространства и отображать это в графике.

Еще один элементарный алгоритм - метод k-ближайших соседей. Как следует из названия, в нем вводится дополнительный входной параметр, целое число «k». Тут все еще проще - берется «k» ближайших к «x» элементов обучающей выборки и подсчитывается, сколько из них принадлежит к какому образу. К какому образу принадлежит больше, к тому относится и «x».

В обоих алгоритмах может возникнуть неопределенная ситуация - когда «x» будет находиться на одинаковом расстоянии от нескольких образов. В таком случае программа должна либо спросить у пользователя, к какому образу относить элемент, либо тихо бросить жребий. Это зависит от требований к точности с одной стороны, и удобству использования с другой, лучше всего реализовать оба варианта.

Несмотря на чрезвычайную простоту, описанные алгоритмы вполне применимы на практике. Существует множество других методов, более сложных, и теоретические работы по данной теме могут повергнуть в трепет своей монументальностью (кроме того, большая их часть написана на английском), но и программы на элементарных алгоритмах, толково реализованные, могут выдавать неплохие практические результаты.

2.2 Программа распознавания образов ASDSee, ее характеристика и системные требования

ACDSee – это, самая известная программа для просмотра и одна из самых мощных, позволяющих, кроме непосредственно просмотра, осуществлять и простейшие операции над изображениями - поворот, тоновую и цветовую коррекцию, кадрирование, преобразование изображения в другой формат. Переименование и конвертирование изображения возможно осуществлять сразу над несколькими изображениями.

Количество поддерживаемых форматов - одно из самых больших (более 40, включая такие относительно новые форматы, как LWF и DjVu). Причем реализован очень интересный механизм с использованием плагинов, позволяющий легко расширять возможности программы. Можно расширить как набор поддерживаемых форматов, так и дополнительных команд. Таким образом, реализована поддержка большинства графических форматов, а также расширений, подобных генерации листа миниатюр или галереи в формате HTML. Интерфейс программы классический, т.е. а-ля проводник, но, в отличие от Multimedia Xplorer, можете расположить все панели как заблагорассудится.

Одна из самых удобных и полезных характеристик программы - это генерация миниатюр. Причем есть возможность как генерировать их на лету - при каждом открытии папки с изображениями, так и кэшировать просмотренные миниатюры в собственной базе данных. Миниатюры - это очень удобно, буквально одного взгляда бывает достаточно, чтобы сориентироваться и найти необходимую фотографию.

ACD Systems - представляет собой универсальный «комбайн», который может не только упорядочить коллекцию фотографий, но и преобразовать их в другие форматы, создать веб-галерею и записать CD-диск.

ACDSee Photo Editor 2008 – это оптимальное решение для работы с цифровыми изображениями. Пользователь получает возможность превратить набор обычных семейных фотографий во что-то креативное и экстраординарное.

Также существует опция создания фотографий специально для открыток, календарей и альбомов. Photo Editor обучает пользователя, как сделать то, что ему хочется, без потери качества, как добавить такие эффекты как Lens Flare, Glowing Edges, Oil Paint.

ACDSee Pro 2008 Beta (5.0.244)

Программа для работы с цифровыми фотографиями, которая обладает расширенным набором функций, рассчитанных на профессиональных фотографов. Программа позволяет работать с RAW-изображениями, автоматически сортировать фотографии по параметрам, полученным из цифровых фотокамер, содержит эффективный визуальный метод добавления к изображениям метатегов и быструю пакетную обработку большого количества картинок, в том числе и в RAW формате. Кроме того, здесь присутствуют инструменты для независимого регулирования цветовых каналов, исправления артефактов фотографий, появляющихся из-за погрешностей оптики, добавления "водяных знаков", работы с IPTC-метаданными, имеется возможность архивирования графических коллекций в ZIP-файлы, запись на CD или DVD и многое другое.

Рисунок 2.1 – Рабочее окно программы

Таблица 2.1 - Характеристика программы ACDSee Pro 2008 Beta (5.0.244)

Разработчик	ACD Systems
Скриншот программы	См. скриншот ACDSee Pro 2008 Beta (5.0.244)
Статус программы	Условно-бесплатная (shareware)
Интерфейс	Английский
Размер файла	71966 кб
Система	Система

Новая русская версия одной из лучших программ для просмотра и организации графики - цифровых фотографий и любых других картинок. С помощью ACDSee Photo Manager можно просматривать изображения порядка пятидесяти графических форматов (причем умеет программа работать и с ZIP и LHA-архивами), составлять каталоги графических файлов, создавать слайд-шоу и HTML-альбомы.

Поддерживается работа со сканерами и цифровыми камерами. Одно из крайне положительных свойств - умение на лету создавать и показывать уменьшенные копии изображений. Стоит только открыть каталог, и программа сразу начинает показывать все расположенные в нем картинки. ACDSee Photo Manager 10.0 Build 238 умеет также конвертировать изображения из одного формата в другой, а также обладает некоторыми функциями редактирования графики.

Таблица 2.2 - Характеристика программы ACDSee Photo Manager 10.0 Build 238

Год выпуска	2007
Версия	v2.0.219 Final (Русская версия)
Разработчик	ACD Systems
Платформа	winall
Совместимость	с Vista: полная

Таблица 2.3 - Системные требования ASDSee 2008

Intel Pentium® III / AMD Athlon (Intel Pentium® 4 / AMD Athlon XP recommended)
512 MB RAM (1 GB RAM recommended)
100 MB free hard drive space (1 GB recommended)
High Color display adapter at 1024 x 768 resolution (1280 x 1024 recommended)
Windows® 2000, Windows® XP, and Windows Vista™
Microsoft® Internet Explorer™ 5.0.0 (6.0.0 recommended)
Ghostscript® 8.0	for PDF support
Windows Media™ Player 9.0 or later
Язык интерфейса	только русский
Таблетка	Присутствует

ACDSee не нуждается в рекламе. К основным достоинствам программы следует отнести высокую скорость обработки графических данных, многопоточность, поддержку большинства известных графических форматов (в текущей версии более 40 штук), наличие удобного файл - браузера, мощных средств предварительного просмотра, функций создания слайд-шоу с упреждающим кэшированием, конвертирования изображений. ACDSee также предоставляет средства поддержки внешних плагинов, организации и управления коллекциями изображений, видео и аудио-файлов, которые программа, кстати, тоже может воспроизводить, используя QuickTime компоненты. Профессиональная версия одного из самых популярных вьюевера и конвертора графики. Вдобавок к функциям, имеющимся в стандартной версии ACDSee (каталогизация, просмотр и обработка графических изображений, воспроизведение аудио и видеофайлов, запись дисков, импорт графических изображений с камер и сканеров и многое другое) добавлены многочисленные дополнительные опции по работе с цифровыми фотографиями.

Поддерживается большинство фотокамер (включая самые новые), работа с RAW-форматом, пакетная обработка файлов, быстрое редактирование, расширены возможности по публикации фотографий в Сети и многое другое.

Рисунок 2.2 - ACDSee Pro 2.0.238 Rus Portable

Таблица 2.4- Характеристика программы ACDSee Pro 2.0.238 Rus Portable

Версия в раздаче	2.0.238
Последняя версия	2.0.238
Операционная система	Win

Описание

ACDSee Pro 2 — мощная программная платформа для просмотра, обработки, редактирования, упорядочивания и публикации цифровых фотографий. Данная версия предназначена для профессиональных фотографов. От обычной версии ACDSee Pro отличается более удобным интерфейсом, поддержкой DNG (Digital Negative Specification) и возможность отображения данных в формате RAW, обеспечивающие полный контроль над изображением на всех этапах работы. Программа ACDSee Pro 2 взаимодействует с новейшими моделями камер от Nikon, Canon, Konica-Minolta, Olympus, Fujifilm, Pentax и других. ACDSee Browser облегчает процесс копирования фотографий с камер на ПК, распределять их по категориям, создавать каталоги тамбнейлов (уменьшенных изображений), сортировать файлы, удалять повторяющиеся, осуществлять поиск и т.д. В ACDSee имеется полноценный графический редактор, поддерживается просмотр слайд-шоу, обрабатывается более пятидесяти графических форматов, присутствует большое количество спец.эффектов и фильтров, имеются все необходимые инструменты для редактирования графики.

Ключевые возможности:

Для импортирования фотографий ACDSee Pro 2 обеспечивает автоматический импорт, переименование и категоризацию ваших новых фотографий сразу после подключения фотокамеры или карты памяти к компьютеру.

Для просмотра и организации фотографий:

– Полностью настраиваемый интерфейс ACDSee Pro 2 позволяет быстро просмотреть, отсортировать, отобрать и сравнить ваши фотографии на профессиональном уровне.

– Поддерживаются возможность перехода в полноэкранный режим, мгновенное создание предпросмотра и — более 100 форматов файлов, включая JPEG, BMP, GIF, PSD, PNG, TIFF, TGA, RAW NEF и CRW.

– Файлы формата RAW открываются столь же быстро, как и JPEG!

– Выбор нужных снимков из множества отснятых кадров производится одним кликом мышки

– Инструмент Image Compare для быстрого включения режима детального просмотра изображения

– Гибкий поиск фотографий в созданных каталогах по ключевым словам, названиям фотографий, файлов, папок или IPTC-данным

Для управления фотографиями

Управляйте своими цифровыми активами с помощью мощных и гибких настроек — сортируйте файлы по папкам, виртуальным категориям, с помощью тегов IPTC/EXIF/XMP, ключевых слов, рейтингов и т.д. Теперь поддерживается возможность прочтения, записи и создания вспомогательных файлов для RAW-файлов, которые будут доступны в любой системе и на любом программном обеспечении.

Для редактирования фотографий

– Улучшайте свои изображения благодаря возможности профессионального редактирования файлов формата RAW и высококачественному пиксельному редактированию! Полный контроль над всеми нюансами — от настройки баланса белого до установки уровня четкости, затенения и степени искажения линз.

– Вы сможете без труда обнаружить элементы изображений, скрытые в затемненных или засвеченных областях снимков.

– Восстановите изображение: устраните пятна, отблески вспышки, а также дефекты, возникшие из-за царапин на линзе фотокамеры. Примените к отдельным выделенным областям снимка настройки размытия, насыщенности, цветового баланса.

Для представления фотографий в лучшем свете ACDSee Pro 2 поможет быстро отправить фотографии по e-mail, опубликовать в web-галереях, создать слайд-шоу и распечатать. Вы сможете оптимизировать снимки для отсылки, а также добавить к своему слайд-шоу спецэффекты и музыкальные треки, сделать любые водяные знаки на изображениях.

Для архивации и защиты фотографий:

С ACDSee Pro 2 вы сможете легко заархивировать коллекцию в .zip-архив, на CD или DVD и синхронизировать с внешними жесткими дисками, а также — защитить свои данные от утечки благодаря цифровому стандарту защиты в универсальном формате для хранения негативов DNG (Digital Negative Specification).

Добавлен модуль аплоада картинок на сервис Flickr версии 2.0, добавлена возможность просмотра файлов кистей, которые используются в Фотошопе и подобных продуктах, добавлена возможность включать и выключать нажатием Shift pop-up описания картинок, добавлена поддержка RAW файлов нескольких фотокамер, увеличена скорость работы при осветлении или затемнении RAW файлов.