При структурном подходе объекты описываются не множеством числовых значений
признаков
, а структурой объекта. На рис. 9 представлено изображение и описание
его иерархической структуры.
Рис. 9. Изображение (а) и его иерархическое
структурное описание (б)
Иерархия предполагает описание сложных объектов с помощью более простых подобъектов. Те, в свою очередь, могут быть описаны с помощью подобъектов следующего уровня и т.д. Этот подход основан на аналогии между структурой объектов и синтаксисом языков. Он приемлем тогда, когда простейшие подобъекты вычленять и распознавать легче, чем изображение (объект) в целом. Правила композиции простейших (непроизводных) элементов при описании объекта в целом называют грамматикой языка описания объектов. Распознавание объекта состоит в распознавании непроизводных его элементов и синтаксическом анализе (грамматическом разборе) "предложения", описывающего данный объект.
Преимущество лингвистического подхода проявляется в том случае, если удаётся
большое количество сложных объектов представлять с помощью небольшого множества
непроизводных элементов и грамматических правил (например, распознавание устных
слов по последовательности фонем). На рис. 10 представлен пример описания
объекта (а) при помощи операции композиции "составления цепочки" из
непроизводных элементов (б):
Рис. 10. Прямоугольник (а) и его непроизводные элементы (б)
На рис. 11 приведён более сложный пример структурного описания цифры 9.
Рис. 11. Изображение цифры 9 и его структурное описание
Грамматика языка описания объектов формируется на этапе обучения на основе обучающей выборки. Теоретической базой данного подхода является теория формальных языков и лежащих в их основе порождающих грамматик.
В качестве примера приведём фрагменты языка описания изображений PDL (Picture Description Language). Определены непроизводные элементы
, имеющие различающиеся головную и хвостовую точки, а также четыре бинарных оператора соединения элементов в цепочки:
головная точка
примыкает к хвостовой точке
;
![]() |
хвостовая точка
примыкает к хвостовой точке
;
![]() |
головная точка
примыкает к головной точке
;
![]() |
головная точка
примыкает к головной точке
и
хвостовая точка
примыкает к хвостовой точке
.
На рис. 12 приведено выражение на языке PDL, описывающее букву
.
Более подробно этот подход мы рассматривать не будем. Отметим лишь, что зачастую
структурный подход комбинируется с ранее уже рассмотренными. Так, устные слова
распознают по последовательности фонем на основе структурного метода, а фонемы
вычленяют и распознают в многомерном признаковом пространстве
с помощью тех или иных решающих правил.
Более детальную информацию о структурном подходе можно почерпнуть в рекомендованной для самостоятельных занятий литературе [9].
Рис. 12. Структурное описание буквы А на языке PDL