3218343858

1. Wstęp

Klasyfikacja sekwencji trajektorii ruchów dłoni w systemie wizyjnym jest zadaniem relatywnie prostym i obszernie opisanym w literaturze. Do tego celu używa się z powodzeniem Ukrytych Modeli Markowa. Rozpoznawanie układu dłoni na obrazie nie jest natomiast zadaniem trywialnym.

Techniki używane do rozpoznawania obrazów w systemach wizyjnych należy podzielić na dwie główne grupy: decyzyjno-teoretyczną i syntaktyczno-strukturalną [TF91]. W podejściu decyzyjno-teoretycznym z obrazów-wzorców wyznaczane są wektory cech, czyli zbiory miar charakterystycznych. Rozpoznanie nieznanego obiektu (przypisanie go do klasy obrazów-wzorców) jest dokonywane przez podział przestrzeni cech. Jeśli obrazy odznaczają się skomplikowaną, hierarchiczną strukturą, rozpoznawane obiekty mają złożone kształty, lub zdefiniowano dużą liczbę klas, podejście decyzyjno-teoretyczne może okazać się mniej adekwatne niż podejście syntaktyczno-strukturalne, gdyż to drugie opiera się właśnie na reprezentacji strukturalnej.

W podejściu syntaktyczno-strukturalnym [Fu77, Fu82b], obraz traktuje się jako strukturę opisującą relacje pomiędzy prostymi elementami, tzw. składowymi pierwotnymi, zidentyfikowanymi na obrazie. W podejściu syntaktyczno-strukturalnym istnieją trzy podstawowe struktury używane do opisu obrazów: ciągi (łańcuchy) [Fre62, Sha69], drzewa [Fu82a, Fu82b], oraz grafy [SF83, Fla93]. Do opisu złożonych dwu- i trójwymiarowych obrazów najczęściej używane są grafy, będące najmocniejszym formalizmem opisowym spośród wymienionych struktur.

Biorąc pod uwagę sposób rozpoznawania, w podejściu syntaktyczno-strukturalnym wyróżnić można grupę metod strukturalnych i grupę metod syntaktycznych. Metody strukturalne bazują na dopasowaniu wzorców (ang. template matching, pattem matching), to znaczy na porównaniu struktury nieznanego obrazu ze strukturami obrazów-wzorców. Jako wynik rozpoznawania wybierana jest klasa obrazów o wzorcu najbardziej zbliżonym do badanej struktury. W metodach syntaktycznych zbiór obrazów-wzorców traktowany jest jako język struktur. Dla języka tego konstruuje się gramatykę formalną a następnie algorytm analizy syntaktycznej (parser). Proces rozpoznawania ma charakter analizy syntaktycznej (parsingu) struktury nieznanego obrazu.

Gramatyki i języki grafowe zostały zdefiniowane na przełomie lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych jako formalizm do generacji obrazów [PR69]. Niedługo potem pojawiły się pierwsze modele matematyczne automatów akceptujących takie języki [RM72]. Dzięki ogromnej mocy opisowo-generacyjnej gramatyk i języków grafowych, są one powszechnie używane od momentu wprowadzenia aż do dzisiaj [BF75, Fu82b, JRV82, Fla93, OTOOGa, Fla07]. W latach osiemdziesiątych algorytmy przetwarzania języków grafowych znalazły się w centrum zainteresowania badań nad metodami syntaktycznymi [Fu82a, Fu82b, SF83, Fla88, Fla89]. Od połowy lat osiemdziesiątych, ze względu na coraz szerszy zakres zastosowań parsingu gramatyk grafowych, zainteresowanie opisywaną problematyką stale rosło. Jako przykład przytoczyć można automatyczne rozpoznawanie pisma