Rozpoznawanie wzorców

Autor podstrony: Krzysztof Zajączkowski

Stronę tą wyświetlono już: 4497 razy

Celem powstania programu RozpoznawanieWzorcow.exe jest stworzenie prostego algorytmu rozpoznawania znaków narysowanych za pomocą myszki czy też tabletu graficznego. Algorytm na podstawie danych wejściowych w postaci tablicy t_z o wymiarach 10 na 20 oraz wyjściowych wczytywanych automatycznie z dysku komputera zawierających zbiór rozpoznawanych wzorców zapisanych w tablicach o tych samych wymiarach określa wartości odchyleń e danego znaku od rozpoznawanych wzorców. Najmniejsze odchylenie e wskazuje symbol, który w najmniejszym stopniu odbiega od wzorca i który zostaje przyjęty jako rozpoznany znak.

Obsługa programu

Program RozpoznawanieWzorcow.exe umożliwia: usuwanie wzorców, edycję już stworzonego wzorca, dodawanie nowego wzorca, rysowania i rozpoznawanie znaku oraz obejrzenie wykresu odchyleń e rozpoznawanego znaku od wzorca.

Po kliknięciu ikony programu pojawia się okno powitalne jak na rysunku 1. W oknie umieszczone zostały podstawowe informacje na temat programu. Okno powitalne można zamknąć klikając na nim lewym lub prawym przyciskiem myszy bądź też wciskając dowolny przycisk klawiatury.

Okno startowe programu <b>RozpoznawanieWzorcow.exe</b>. — Rys. 1
Okno startowe programu **RozpoznawanieWzorcow.exe**.

Po zamknięciu okna powitalnego programu oczom naszym ukaże się widok okna głównego jak na rysunku 2. Okno główne jest podzielone na trzy podokna: okno wzorców (widoczne na samej górze), okno rysowania rozpoznawanego znaku (po lewej stronie) oraz okno rozpoznanego znaku. W oknie rysowania znaków można rysować dowolny znak za pomocą lewego przycisku myszy oraz wymazywać za pomocą prawego przycisku myszy. Po lewej stronie tego okna znajdują się trzy przyciski, umożliwiające (patrząc kolejno od góry):

	wymuszenie rozpoznania znaku;
	wyczyszczenie tablicy rozpoznawanego znaku;
	wczytanie narysowanego znaku do tablicy wzorców pod warunkiem, że taki sam wzorzec nie został już wcześniej stworzony;
	Wyświetlanie okna wykresu odchylenia e znaku od wzorców.

Okno główne programu <b>RozpoznawanieWzorcow.exe</b>. — Rys. 2
Okno główne programu **RozpoznawanieWzorcow.exe**.

Najeżdżając kursorem myszy na słupek danej wartości odchylenia e w oknie wykresu odchylenia znaku od wzorca (rys. 3) można zobaczyć podgląd tego wzorca oraz wartość odchylenia e, jakie dany słupek wykresu reprezentuje.

Okno wykresu odchylenia <b>e</b> znaku od wzorca. — Rys. 3
Okno wykresu odchylenia e znaku od wzorca.

Edycję danego wzorca można wykonać poprzez dwukrotne kliknięcie na nim lewym przyciskiem myszy w oknie wzorców, co spowoduje pojawienie się okna edycji wzorca z rysunku 4. W oknie tym prawym przyciskiem myszy można wymazywać, natomiast lewym przyciskiem myszy dorysowywać elementy wzorca. Po zakończeniu operacji można kliknąć ok jeśli operacje edycyjne mają zostać zastosowane, lub przycisk X jeśli operacje edycyjne nie mają zostać zapisane.

Klikając lewym przyciskiem myszy w oknie wzorców możliwe jest zaznaczenie danego wzorca i jego usunięcie przy użyciu przycisku delete lub przemieszczenie wzorca w tablicy wzorców strzałką w lewo lub strzałką w prawo.

Krótki opis algorytmu

Dla tablicy rozpoznawanego znaku T_z i tablicy porównywanego z nim wzorca T_w obliczana jest wartość błędu podstawowego e_p będącego sumą wartości bezwzględnej z różnicy pól T_z(i,j) - T_w(i,j), gdzie i oznacza numer pola na osi x, j numer pola na osi y. Następnie dla danego pola rozpoznawanego znaku P_z należy znaleźć pole w tablicy znaków wzorca P_w, takie że odległość dzieląca te dwa pola jest najmniejsza. Błąd odsunięcia e_o stanowić będzie suma najmniejszych odchyleń obliczonych dla wszystkich pól znaku P_z. Ostatecznie więc błąd e jest równy sumie błędu podstawowego e_p oraz błędu odchylenia e_o. Obliczenia błędu e są wykonywane dla wszystkich wzorców, a najmniejsza jego wartość wyznacza rozpoznany wzorzec.