Искусственный интеллект

            Задание предусматривает формулировку решаемой задачи и необходимых для ее решения параметров.

            Команда обычно используется для перехвата инициативы или выполнения технологических действий: просмотр, распечатка.

            Альтернативные вопросы и вопросы с фиксированной структурой применяется, когда на данном этапе возможно осуществить выбор в зависимости от реакции пользователя.

            Вопросы со свободной структурой ответа не содержат никаких сведений относительно ожидаемых свойств ответа. Однозначность не гарантируется.

            Для введения однозначности в данном случае вводиться операция перефразирования. Перефразирование заключается в переформулировании высказывания на естественном языке.

            Иногда применяется способ изменения темы диалога, который заключается в уяснении нового термина машиной, используемого пользователем. При этом создаются поддиалоги из одного или нескольких шагов с последующим возвратом к исходному.

              КОМПОНЕНТ ПОНИМАНИЯ ВЫСКАЗЫВАНИЙ

            Данный компонент включает в себя анализ и интерпретацию высказывания. Анализ сводится к 3 составляющим:

            1. Анализ слов

            2. Анализ предложений

            3. Анализ связанных текстов

            Анализ слов сводится к морфологическому анализу и к обнаружению и исправлению орфографических ошибок.

            Анализ предложений обычно сводится к синтаксическому и семантическому (знаки препинания) анализам и выполняется специальным функциональным блоком, называемым анализатором.

            Анализ связанных текстов достигается лингвистическими и ситуационными средствами. На этом этапе решается зкадача выявления связей между предложениями.

            На этапе интерпретации решаются две задачи:

- интерпретация высказываний без учета цели участников

- интерпретация с учетом целей участников диалога

            При решении этих задач необходимо наличие общей точки зрения на рассматриваемый объект. Следствие многозначности интерпретаций - система генерирует подцели, помогающие выработать общую точку зрения.

                        КОМПОНЕНТ ГЕНЕРАЦИИ ВЫСКАЗЫВАНИЙ

            Процесс генерации состоит из 2-х составляющих:

            1. Генерация смысла высказывания

            2. Синтез высказывания на естественном языке

            Результатом выполнения 1-го этапа является внутреннее представление смысла генерируемого высказывания. При этом решаются следующие подзадачи:

- определяется информация, которая должна быть сообщена пользователю

- выделяются аспекты, интересующие пользователя

- разбивается сообщаемая информация на части в соответствии с будущими предложениями и устанавливается последовательность этих частей.

            На втором этапе решаются следующие подзадачи:

- построение синтаксиса структуры отдельных предложений

- морфологический синтез словоформ

              НАСТРОЙКА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЯЗЫКОВ СИСТЕМЫ

            Ограничение предметной области имеет принципиальное значение, т.к. позволяет наложить ограничения на лексику, сематику и синтез языка.

            При этом ЕЯ система должна допускать возможность изменения своих знаний, зависящих от специфики рассматриваемой предметной области. Процесс извлечения знаний из некоторого источника и передача их ЕЯ системе называется приобретением знаний. Различают 2 способа приобретения знаний:

            - настройка

            - адаптация

            Настройка применяется при начальном развертывании системы на конкретном объекте или при значительных ее изменениях.

            Адаптация заключается в оперативном приобретении знаний ЕЯ системой в процессе решения задачи. Инициатором адаптации является система.

                ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМЫ

           РЕЧЕВОГО ОБЩЕНИЯ

            Система искусственного интеллекта с элементами ЕЯ общения обычно предполагают качественное средство общения - письменную речь - в них решаются следующие основные задачи:

            1. Текст - смысл

            2. Смысл - текст

            Перед системами речевого общения ставится задача создания преобразователей:

- текст - речевой сигнал

- речевой сигнал - текст

            Первая называется синтезом речи. Вторая называется анализом и распознаванием речи.

            В ЕЯ системе рассматривается орфография текста. В системе речевого общения - фонемный (слышимый) текст. Поэтому степень разработки систем речевого общения зависит от уровня разработки преобразователей:

- цепочка - фонем - речевой сигнал

- речевой сигнал - цепочка - фонем

            Исследования в области систем речевого общения начаты в начале 60-х годов. Первые системы в конце 70-х гг. В настоящее время они находят применение в АСУ, САПР и в системах обучения.

            ФОНЕТИЧЕСКАЯ И ИНТОНАЦИОННАЯ СТРУКТУРА РЕЧИ

            Минимальная смысловая единица речи - фонема. В русском языке различают 42 фонемы: 6 гласных и 36 согласных. В английском языке 44 : 20 гласных и 24 согласных. Акустические характеристики каждой фонемы обусловлены артикуляционными особенностями ее образования : местом образования и способом образования.

            В процессе речи в зависимости от условий соседства фонем изменяются их оттенки, появляются аллофонемы. Например: огрубление согласных перед гласными. Учет этих особенностей выявляет 480 гласных аллофон и 8880 согласных.

            Смысловой единицей речи становятся фактически бесконечными, если учитывать интонацию и ударения в слове. Это очень важно. Часто в зависимости от интонационного оформления логически идентичные высказывания могут иметь различные значения:

                                    КАЗНИТЬ НЕЛЬЗЯ ПОМИЛОВАТЬ

            Кроме того, должен учитываться формируемый основной тон речи, интенсивность звука, длительность пауз. Для того произносимый текст разбивается на следующие элементы: фраза, синтагима, акцептная группа, фонетическое слово, каждое из этих единиц выделяется соответствующим ударением.

                        АКУСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

       ФОНЕМ И ИХ МОДЕЛИРОВАНИЕ

            Акустические характеристики тесно связаны с особенностями их образования. речевой аппарат человека состоит из 2-х параллельных каналов: речевого и носового, которые образуют единую акустическую систему. В настоящее время разработано уравнение, описывающие работу этой системы.

            Уравнение Вебстера

            S(x) - функция площади сечения голосового тракта вдоль оси распределения волн

            x - ось распределения волн

            p - давление, создаваемое в канале

            c - скорость звука в среде распространения волн

            По этой математической модели разработан ряд формальных моделей, которые используются для практической реализации. В них добавляется дополнительный канал, называемый фрикативный (шумовой). 

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ РЕЧЕВОГО ОБЩЕНИЯ

            В общем случае системы речевого общения строятся на базе специальных процессоров 2-х типов: анализаторов и синтезаторов.

            Анализатор - это устройство, предназначенное для преобразования речевых сигналов с микрофона в последовательность цифровых кодов, с обязательным сохранением смысловых компонентов речи.

            Анализаторы подразделяются на 2 класса:

- анализаторы сигналов

- анализаторы сообщений

            В анализаторах сигналов учитываются акустические характеристики речевого сигнала без обращения к смыслу. В анализаторах речевого сообщения осуществляется сжатие информации за счет введения операции распознавания смысловых элементов речи (фразы, слова, фонемы), которые в свою очередь разделяются на анализаторы ограниченного словаря и универсальные.

            Анализаторы ограниченного словаря ориентированы на распознавание заданных речевых сигналов. Распознавание осуществляется путем сопоставления эталонов команд с произнесенными и выбора наиболее схожего эталона.

            Формирование эталона в большинстве случаев осуществляется в процессе обучения, с голоса диктора. Распознавание слитной речи этими анализаторами практически невозможно.

            Универсальные анализаторы ориентированы на распознавание смысловых единиц речи - фонем, из которых в конечном счете составляется любое слово. Распознавание осуществляется лингвистическим процессором по правилам, заложенным в базу знаний.

            Синтезаторы речи - устройство преобразования кодовой последовательности речи в непрерывный речевой сигнал. Синтезаторы делятся на 2 класса:

- синтезаторы ограниченного словаря (компиляторы)

- универсальные синтезаторы

            В синтезаторах ограниченного словаря любое сложное речевое сообщение может быть получено путем соединения элементов речи.

            При разработке универсальных синтезаторов стремятся получить функционирующую модель, адекватную языковым и акустическим системам. На входе у нее орфографический или фонемный текст в двоичных кодах, на выходе - звучащая речь. В базе знаний хранится следующая информация:

            1) элементарные единицы речи

            2) алгоритм правила и их модификация

   ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ПЕРЕРАБОТКИ

                        ВИЗУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

            В настоящее время в различных областях науки и техники осуществляется потребность в переработке, анализе и отображении визуальной информации.

            Здесь выделяют 3 основных типа задач:

1. Обработка изображений.

            В этом случае исходными данными и результатом обработки является отображение.

                                                       обработка  I

                     Изображение                                          Изображение

                        анализ II                                              синтез III

                                                         Описание           

2. Анализ изображения заключается в распознавании, интерпретации и понимании изображения. Входными данными является изображение, а выходными - текст, описывающий это изображение.

3. Синтез изображений.

            В этом случае на входе имеется описание (алгоритм построения), на выходе - построенное по входному алгоритму изображение.

            На практике эти 3 задачи взаимосвязаны.

            При обработке изображения производится преобразование изобразительной информации в другую изобразительную информацию с целью улучшения качества, выделения фрагментов, повышения контрастности и т.д.

            К типичным задачам анализа относят распознавание рукописных и печатных знаков, дешифрацию аэрофотоснимков, анализ наблюдаемых сцен.

            Синтез изображения отождествляется с машинной графикой. В настоящее время к ним относят системы визуальной имитации, системы САПР и системы компьютерного киноискусства.

                        АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

            Первоначально данные системы создавались как специализированные, в настоящее время они создаются на универсальных вычислительных машинах. Это интегрированные системы, их нельзя рассматривать вне Среды использования. Интегрирование средств означает также объединение в системе различных специальных и универсальных устройств, имеющих возможность параллельной обработки.

            Современные АСОИЗ снабжены средствами визуализации данных, включая полутоновые изображения, стереоскопического и объемного изображения. При создании систем используют методы интегрирования средств обработки и интерпретации методов обработки. Интегрирование средств обработки означает - объединение в системе различных универсальных и специализированных устройств, имеющих возможность параллельной работы над данными, включая последние достижения в этой области: полутоновые, объемные, графические, стереоскопические устройства отображения.

            Интеграция методов обработки означает наличие в системе функциональных подсистем для решения широкого круга задач и достижений результатов различными методами.

1	2	3	4	5	6	7	8