10.1.5 Συστήματα αναγνώρισης προτύπων

Η αναγνώριση προτύπων είναι μια καθημερινή νοητική λειτουργία που επιτελεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος βασιζόμενος στη βιωματική εμπειρία. Η εμπειρία αυτή δημιουργείται από τη λογική διεργασία που επιτελείται στο σύνολο των αισθητηρίων ερεθισμάτων που δέχεται ο ανθρώπινος εγκέφαλος από το εξωτερικό περιβάλλον. Έτσι, ο άνθρωπος είναι ικανός να αναγνωρίζει διάφορα πρότυπα και να τα κατατάσσει σε κατηγορίες. Τα πρότυπα αυτά μπορεί να αναφέρονται σε εικόνες, ήχους, κείμενα, κ.ά. Η ανθρώπινη αυτή εμπειρία έγινε προσπάθεια να μεταφερθεί και στον υπολογιστή. Έχουν, λοιπόν, αναπτυχθεί ειδικά υπολογιστικά συστήματα, τα οποία μπορούν να αναζητούν και να αναγνωρίζουν ορισμένα χαρακτηριστικά, συγκρίνοντάς τα με άλλα που ο άνθρωπος έχει καθορίσει ως πρότυπα. Η αναγνώριση προτύπων με τη βοήθεια υπολογιστή γίνεται με τις τεχνικές της ψηφιακής επεξεργασίας σήματος, οι οποίες χωρίζονται συνήθως σε δύο μεγάλες κατηγορίες: - τη στατιστική αναγνώριση, που εφαρμόζεται για τον προσδιορισμό και την αναγνώριση των πρωτογενών δομικών στοιχείων του προτύπου - τη δομική αναγνώριση, που εφαρμόζεται όταν το πρότυπο είναι σύνθετο και απαιτείται εκτός από την ταξινόμηση και περιγραφή της δομής του. Οι εφαρμογές στις οποίες απαιτείται αναγνώριση προτύπων με τη βοήθεια υπολογιστικών συστημάτων είναι πολλές. Μερικές από αυτές είναι: Η αναγνώριση και κατηγοριοποίηση εικόνων ή ήχων: Η διεργασία αυτή επιτυγχάνεται με τη βοήθεια μιας υπάρχουσας βάσης δεδομένων, στην οποία είναι συγκεντρωμένο υλικό για σύγκριση με τα προς αναγνώριση αντικείμενα. Εφαρμογές υπάρχουν πολλές, όπως, για παράδειγμα, η περίπτωση ενός ζωγραφικού πίνακα που μπορεί να αποδοθεί στον πιθανό δημιουργό του, μια φωτογραφία ή ένα δακτυλικό αποτύπωμα στο άτομο που ανήκει, ένα τραγούδι στο συνθέτη του ή να πραγματοποιηθεί ταξινόμηση ήχων στην επεξεργασία της φυσικής γλώσσας. Εφαρμογές στην Ιατρική: Η επεξεργασία καρδιογραφημάτων, εγκεφαλογραφημάτων, υπερηχογραφημάτων, αξονικών και μαγνητικών τομογραφιών βοηθά στη σύνδεση συγκεκριμένων ευρημάτων με πιθανές ασθένειες. Ασφαλής καθοδήγηση ρομπότ στο χώρο: Με τη βοήθεια "έξυπνων" αλγόριθμων γίνεται επεξεργασία των οπτικών σημάτων που λαμβάνονται από τους αισθητήρες του μηχανήματος, ώστε να προσδιορίζεται με τον καλύτερο τρόπο η μορφή των αντικειμένων και, κατά συνέπεια, να αποφεύγεται η σύγκρουση με αυτά. Αναγνώριση κειμένου: Επιτυγχάνεται με τα ειδικά προγράμματα Οπτικής Αναγνώρισης Χαρακτήρων (OCR), με τα οποία όπως έχουμε αναφέρει επιτυγχάνεται η αναγνώριση των χαρακτήρων που συνθέτουν ένα έντυπο κείμενο, το οποίο προηγουμένως έχει ψηφιοποιηθεί μέσω συσκευών ψηφιοποίησης, όπως σαρωτών, κ.ά.

Τα περισσότερα συστήματα ψηφιοποίησης και οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων περιλαμβάνουν συνήθως μια συσκευή οπτικής σάρωσης για την ανάγνωση του κειμένου, και ειδικό λογισμικό για την ανάλυση των εικόνων. Τα περισσότερα συστήματα οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό εξειδικευμένου υλικού και λογισμικού για να αναγνωρίζουν χαρακτήρες, αν και κάποια χαμηλού κόστους συστήματα χρησιμοποιούν μόνο λογισμικό. Διάφορα εξελιγμένα συστήματα οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων έχουν τη δυνατότητα να αναγνωρίζουν κείμενα μεγάλης ποικιλίας γραμματοσειρών, αλλά ακόμα αντιμετωπίζουν δυσκολίες με τα χειρόγραφα κείμενα.