Разработка программного пакета распознавания символов на основе генетического алгоритма

1. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА РАСПОЗНАВАНИЯ СИМВОЛОВ НА ОСНОВЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА

Дипломная работа студента 5 курса
Репина Павла Геннадьевича.
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент
Афанасьев Геннадий Константинович
Рецензент:
кандидат физико-математических наук, доцент
Скакун Виктор Васильевич

2. Цель работы

• изучить
генетические
алгоритмы
и
рассмотреть основные принципы решения
задач с их помощью;
• разработать признаковое пространство для
описания алфавитных символов;
• разработать
и
реализовать
алгоритм
распознавания на основе генетического
алгоритма.
2

3.

Структурная схема генетического алгоритма.
Гены
от
высоко
адаптированных
или
приспособленных
особей
будут
распространяться
в
увеличивающемся
количестве у потомков
на
каждом
последующем
поколении.
3

4. Признаки распознавания

Прямоугольник,
описанный
вокруг
буквы
дает
возможность
посчитать различные
свойства буквы, чем
мы и пользуемся при
распознавании.
Признаки вычисляются
путем деления длин
радиус-векторов,
проведенных
из
центра тяжести до
пересечения
с
контуром, на среднее
значение
радиусвектора
по всем
направлениям
4

5. Признаки распознавания

Метод нумерации квадратов сетки,
разбивающей символ. Признаком здесь
являются
те
квадраты,
которые
участвовали в написании буквы.
5

6. Признаки распознавания

Сегментация концентрическими окружностями,
центром которых является центр тяжести символа.
Разбиение на окружности и на 4 прямоугольника
радиус-векторами.
Признаки
–
деление
количества точек на площадь кольца в
соответственном прямоугольнике.
6

7.

Общий алгоритм работы
программы
Начало работы
Ввод
символа
Распознать
Распознать или
добавить в БД
Добавить
Добавить в БД и
провести обучение
Выдать результат
Останов
7

8.

Обучение
Создание эталонной буквы с помощью обучения ГА.
8

9.

Обучение
9

10. Режим принятия решения

Сравнение признаков нарисованного символа с значениями
«эталонных» букв всего алфавита.
10

11. Таблица распознавания

11

12.

Работа алгоритмов
распознавания и добавления
символа в БД
Начало работы
Начало работы
Ввод
символа
Ввод
символа
Вычисление значений
признаков
Вычисление значений
признаков
Значения
совпадают с
эталонными?
Добавление вычисленных
значений в БД
Да
Нет
Символ
распознан!
Символ не
распознан!
Вывод
результата
Останов
Выполнение обучения
(ГА)
Сохранение нового
идеального символа
Останов
12

13.

Заключение
В ходе данной дипломной работы было выполнено следующее:
1) Разработан ГА, несколько отличный от традиционного, для
наибольшей адаптации к решению поставленной задаче. Также
определены: вид фитнес функции, виды операторов кроссовера,
селекции и мутации, размер хромосомы и способ представления
значений признаков в двоичном виде.
2) Разработан набор признаков, по которым проводится
распознавание символов.
3) Разработан программный пакет для распознавания
рукописных символов с помощью ГА.
4) Проведено исследование эффективности получившейся
программы с целью определения наиболее удачного сочетания
значений параметров ГА.
13

14. Спасибо за внимание