Giáo Trình Xử Lý Ảnh Số

´ ˙’ ˆ´ ANH SO XU˙’ LY PHA M Tiêń So n - à La.t, 2007 D http://www.ebook.edu.vn Mu.c lu.c ˙’ D Û -` A MO 13 1.1 Mu.c d¯´ıch 13 1.2 Biê˙’u diˆ˜en a˙’nh sô´ 14 1.3 y a˙’nh Các bu.ó.c co ba˙’n xu˙’ l´ 15 1.4 àn cu˙’a hê thôńg xu˙’ l´ y a˙’nh Các thành phˆ 17 1.4.1 Thu nhâ.n a˙’nh 17 1.4.2 u Lu.u tr˜ 18 1.4.3 y Xu˙’ l´ 19 1.4.4 èn thông Truyˆ 19 1.4.5 Hiê˙’n thi 19 ˙’ N CU ˙’ A A ˙’ NH SO ˆ LY ´ CO BA ˆ´ ˜.NG NGUYEN NHU 21 2.1 Mô h`ınh chiêú sáng-pha˙’n xa a˙’nh 21 2.2 Lâý mâ˜u và lu.o ng tu˙’ hoá 22 2.2.1 èu Lâý mâ˜u và lu.o ng tu˙’ hoá d¯ˆ 22 2.2.2 èu Lâý mâ˜u và lu.o ng tu˙’ hoá không d¯ˆ 24 u.a các pixel Quan hê co ba˙’n gi˜ 25 2.3 http://www.ebook.edu.vn 2.4 2.3.1 Các lân câ.n cu˙’a mô.t pixel 25 2.3.2 Liên thông 25 2.3.3 àn liên thông Gán nhãn các thành phˆ 27 2.3.4 Metric 28 2.3.5 Các phép toán sô´ ho.c/logic 29 Các phép biêń d¯ô˙’i h`ınh ho.c 31 2.4.1 Phép biêń d¯ô˙’i affine 31 2.4.2 Phép chiêú phôí ca˙’nh 34 2.4.3 Mô h`ınh camera 36 2.4.4 Các tham sô´ cu˙’a camera 38 2.4.5 A˙’nh nô˙’i 39 ´ PHEP ´ BIE ˆŃ D ˆ˙’I -O CAC 43 Biêń d¯ô˙’i Fourier liên tu.c 43 3.1.1 èu Biêń d¯ô˙’i Fourier mô.t chiˆ 43 3.1.2 èu Biêń d¯ô˙’i Fourier hai chiˆ 45 3.2 Biêń d¯ô˙’i Fourier rò.i ra.c 46 3.3 Các t´ınh châ´t 47 3.3.1 T´ınh tách d¯u.o c 48 3.3.2 Ti.nh tiêń 49 3.3.3 Chu k` y 49 3.3.4 Phép quay 49 3.3.5 Tuyêń t´ınh và co giãn 50 3.1 http://www.ebook.edu.vn 3.4 3.5 3.6 3.3.6 Giá tri trung b`ınh 50 3.3.7 Biêń d¯ô˙’i Laplace 50 3.3.8 T´ıch châ.p và tu.o.ng quan 51 3.3.9 T´ınh châ´t cu˙’a phô˙’ 53 Biêń d¯ô˙’i Fourier nhanh 55 3.4.1 Thuâ.t toán FFT 55 3.4.2 Biêń d¯ô˙’i FFT ngu.o c 59 Các phép biêń d¯ô˙’i khác 59 3.5.1 Biêń d¯ô˙’i Walsh 61 3.5.2 Biêń d¯ô˙’i Hadamard 62 3.5.3 Biêń d¯ô˙’i cosin rò.i ra.c 63 3.5.4 Biêń d¯ô˙’i Haar 63 3.5.5 Biêń d¯ô˙’i Slant 65 Biêń d¯ô˙’i Hotelling 66 ˙’ ˆ ˆ´T LU.O NANG CAO CHA NG ANH 4.1 4.2 69 Co so˙’ cu˙’a nâng cao châ´t lu.o ng a˙’nh 69 4.1.1 èn không gian Phu.o.ng pháp miˆ 70 4.1.2 èn tˆ àn sô´ Phu.o.ng pháp miˆ 72 y d¯iê˙’m Phu.o.ng pháp xu˙’ l´ 74 4.2.1 Mô.t sô´ phép biêń d¯ô˙’i cu.ò.ng d¯ô sáng 75 4.2.2 ò cô.t Phu.o.ng pháp biê˙’u d¯ˆ 78 4.2.3 Tr` u a˙’nh 91 http://www.ebook.edu.vn 4.2.4 4.3 4.4 4.5 Trung b`ınh a˙’nh èn không gian Phu.o.ng pháp miˆ 93 4.3.1 Co˙’ so˙’ 93 4.3.2 Lo.c tro.n 95 4.3.3 Làm nét a˙’nh 98 èn tˆ àn sô´ 103 Phu.o.ng pháp miˆ 4.4.1 Lo.c thông thâ´p 103 4.4.2 Lo.c thông cao 105 4.4.3 Lo.c d¯`ông câú 106 èn tˆ àn sô´ 108 Ta.o mˇa.t na không gian t` u miˆ ˙’ NH ˆ PHUC A KHOI 5.1 5.2 5.3 92 111 Mô h`ınh suy gia˙’m châ´t lu.o ng 112 5.1.1 Các d¯.inh ngh˜ıa 112 5.1.2 Tru.ò.ng ho p liên tu.c 113 5.1.3 Tru.ò.ng ho p rò.i ra.c 114 Chéo hoá ma trâ.n chu tr`ınh và ma trâ.n khôí chu tr`ınh 118 5.2.1 Ma trâ.n chu tr`ınh 118 5.2.2 Ma trâ.n chu tr`ınh khôí 119 5.2.3 Hiê.u qua˙’ cu˙’a chéo hoá ma trâ.n mô h`ınh suy gia˙’m châ´t lu.o ng120 Phu.o.ng pháp d¯a.i sô´ 123 5.3.1 èu kiê.n 123 Khôi phu.c không d¯iˆ 5.3.2 èu kiê.n 124 Khôi phu.c có d¯iˆ http://www.ebook.edu.vn 5.4 Lo.c ngu.o c 124 5.4.1 - ˇa.t bài toán 124 D 5.4.2 èu tuyêń t´ınh 126 Khu˙’ nhoè chuyê˙’n d¯ô.ng d¯ˆ 5.5 Lo.c b`ınh phu.o.ng tôí thiê˙’u 130 5.6 èu kiê.n 131 Khôi phu.c b`ınh phu.o.ng tôí thiê˙’u có d¯iˆ 5.7 Khôi phu.c tu.o.ng tác 136 5.8 èn không gian 140 Khôi phu.c miˆ ˙’ NH Û A ´ DU ˜ LIE NEN 6.1 6.2 6.3 6.4 141 Co so˙’ cu˙’a nén a˙’nh 142 6.1.1 u.a mã hoá 143 Du th` 6.1.2 u.a quan hê gi˜ u.a các pixel 144 Du th` 6.1.3 u.a tâm sinh l´ y 146 Du th` 6.1.4 Tiêu chuâ˙’n d¯ánh giá 146 Các mô h`ınh nén a˙’nh 148 6.2.1 òn 149 Mã hoá và gia˙’i mã nguˆ 6.2.2 Mã hoá và gia˙’i mã kênh 152 y thuyê´t thông tin 153 Co so˙’ cu˙’a l´ 6.3.1 - o thông tin D 6.3.2 èn tin 154 Kênh truyˆ 6.3.3 Các d¯.inh l´ y mã hoá co ba˙’n 160 6.3.4 y thuyê´t thông tin 167 Su˙’ du.ng l´ 153 Nén ba˙’o toàn thông tin 171 http://www.ebook.edu.vn 6.5 6.4.1 Mã hoá d¯ô dài thay d¯ô˙’i 171 6.4.2 Mã hoá mˇa.t phˇa˙’ng bit 179 6.4.3 Mã hoá sai phân 182 6.4.4 Mã hoá chu tuyêń 182 Nén không ba˙’o toàn thông tin 188 6.5.1 èu biêń mã xung sai phân 189 Phu.o.ng pháp d¯iˆ 6.5.2 Mã hoá qua phép biêń d¯ô˙’i 189 ˙’ ˆ D - OA PHAN N ANH 7.1 7.2 7.3 195 Phát hiê.n gián d¯oa.n 196 7.1.1 Tách d¯iê˙’m 197 7.1.2 Tách dòng 197 7.1.3 Tách biên 198 7.1.4 Tách tô˙’ ho p 204 7.1.5 Lo.c d¯`ông câú 206 Liên kê´t ca.nh và phát hiê.n biên 206 7.2.1 y d¯i.a phu.o.ng 206 Xu˙’ l´ 7.2.2 y toàn cu.c qua biêń d¯ô˙’i Hough 207 Xu˙’ l´ 7.2.3 ò thi 210 Phu.o.ng pháp d¯ˆ Ngu.õ.ng 211 7.3.1 Co so˙’ 211 7.3.2 Vai trò cu˙’a su chiêú sáng 7.3.3 Ngu.õ.ng toàn cu.c 213 212 http://www.ebook.edu.vn 7.4 7.5 7.3.4 Ngu.õ.ng tôí u.u 214 7.3.5 Ngu.õ.ng du a trên d¯ˇa.c tru.ng biên 216 7.3.6 èu biêń 218 Ngu.õ.ng du a trên nhiˆ ung 218 Phân d¯oa.n du a trên v` 7.4.1 Khái niê.m 218 7.4.2 Tˇang v` ung bˇà ng cách nhóm các pixel 219 7.4.3 Tách v` ung và trô.n v` ung 222 K˜ y thuâ.t a˙’nh d¯ô.ng phân d¯oa.n 224 7.5.1 èn không gian K˜ y thuâ.t miˆ 7.5.2 èn tˆ àn sô´ 227 K˜ y thuâ.t miˆ ˜ ˙’ ˆ˙’U DIE ˆ N VA ` MIEU ˆ TA BIE 8.1 8.2 224 231 Các phu.o.ng pháp biê˙’u diˆ˜en 231 8.1.1 Mã x´ıch 232 8.1.2 Xâ´p xı˙’ d¯a giác 235 8.1.3 K´ y sô´ 236 8.1.4 òi 237 Bao lˆ 8.1.5 Bô khung 237 Miêu ta˙’ biên 240 8.2.1 Các miêu ta˙’ d¯o.n gia˙’n 8.2.2 Sô´ mâ˜u 241 8.2.3 Miêu ta˙’ Fourier 8.2.4 Moment 246 240 243 http://www.ebook.edu.vn 8.3 8.4 8.5 Miêu ta˙’ v` ung 247 8.3.1 Các miêu ta˙’ d¯o.n gia˙’n 8.3.2 Các miêu ta˙’ tô pô 248 8.3.3 Kê´t câú 249 8.3.4 Moment 253 247 H`ınh thái ho.c 256 8.4.1 Phép dãn và phép co 256 8.4.2 Phép mo˙’ và phép d¯óng 259 8.4.3 Phép biêń d¯ô˙’i Hit-or-Miss 263 8.4.4 Các thuâ.t toán h`ınh thái ho.c co ba˙’n 264 8.4.5 Mo˙’ rô.ng d¯ôí vó.i các a˙’nh giá tri xám 271 Các miêu ta˙’ quan hê 278 ˆ N DANG VA ` NO ˆ I SUY NHA 285 9.1 Co so˙’ cu˙’a phân t´ıch a˙’nh 286 9.2 Mâ˜u và các ló.p 288 9.3 y thuyê´t quyê´t d¯i.nh 291 Phu.o.ng pháp l´ 9.4 9.3.1 - ôí sánh 291 D 9.3.2 Phu.o.ng pháp thôńg kê 296 9.3.3 Ma.ng neuron 302 uc 322 Các phu.o.ng pháp câú tr´ 9.4.1 - ôí sánh sô´ mâ˜u 322 D 9.4.2 - ôí sánh chuô˜i 323 D 10 http://www.ebook.edu.vn u.c da.ng ma.ng ng˜ u ngh˜ıa; t´ u.c là d¯`ô thi Cách tiê´p câ.n ng˜ u ngh˜ıa biê˙’u diˆ˜en tri th´ u ngh˜ıa khiêń các phát có hu.o´.ng vó.i các d¯ı˙’nh và cung d¯u.o c gán các nhãn Ma.ng ng˜ àn tu˙’ cu˙’a a˙’nh tru c quan ho.n Trong ma.ng ng˜ u biê˙’u miêu ta˙’ môí quan hê gi˜ u.a các phˆ ´.ng các d¯ı˙’nh cu˙’a d¯`ô thi và môí quan hê gi˜ u.a các d¯ôí tu.o ng ngh˜ıa, các d¯ôí tu.o ng tu.o.ng u àn 9.5.4 s˜e d¯ˆ è câ.p d¯êń d¯u.o c biê˙’u thi bˇa` ng mô.t cung (có nhãn) liên thuô.c hai d¯ı˙’nh Phˆ vai trò cu˙’a ma.ng ng˜ u ngh˜ıa nô.i suy a˙’nh èu Các phu.o.ng pháp du a trên hê thôńg sinh (còn go.i là luâ.t) d¯u.o c quan tâm nhiˆ y thu h´ ut su ch´ uy ´ là có nh˜ u ng công cu nhâ´t các u ´ ng du.ng phân t´ıch a˙’nh L´ u c ngu ò i có thê˙’ áp du.ng vào các d¯ê˙’ phát triê˙’n các hê thôńg nhu vâ.y và tri th´ hê thôńg này mô.t cách tru c quan, tru c tiê´p và ngày mô.t tˇang lên Trong thu c tê´, hê chuyên gia, thu.ò.ng d¯u.o c thiê´t kê´ chuyên du.ng, có kha˙’ nˇang áp du.ng d¯ê˙’ gia˙’i quyê´t y a˙’nh các bài toán xu˙’ l´ 9.5.2 C´ ac loa.i tri th´ u.c y a˙’nh thành ba m´ u.c: (m´ u.c thâ´p, m´ u.c trung gian và m´ u.c Phân chia các ch´ u.c nˇang xu˙’ l´ - ôí vó.i tri th´ àn 9.1 có y u.c, d¯ê˙’ hiê.u qua˙’ cao) Phˆ ´ ngh˜ıa d¯ôí vó.i các thuâ.t toán D ung ta chia thành ba loa.i: (1) tri th´ u.c thu˙’ tu.c; (2) tri th´ u.c thi giác (visual); ho.n, ch´ và (3) tri th´ u.c thê´ gió.i thu c èn vó.i các thao tác nhu các thuâ.t toán d¯u.o c cho.n và cài Tri th´ u.c thu˙’ tu.c gˇań liˆ u.c thi d¯ˇa.t các tham sô´ cho thuâ.t toán này (chˇa˙’ng ha.n, cho.n giá tri ngu.õ.ng) Tri th´ giác liên quan d¯êń các kh´ıa ca.nh h`ınh thành a˙’nh (chˇa˙’ng ha.n, d¯ôí tu.o ng d¯u.o c chiêú òn sáng cˆ àn có bóng) Tri th´ u.c thê´ gió.i thu c biê˙’u thi tâ´t ca˙’ các tri sáng bo˙’.i mô.t nguˆ è bài toán; v´ı du.: tri th´ òm môí quan hê d¯ã biê´t u.c thê´ gió.i thu c bao gˆ th´ u.c có d¯u.o c vˆ è khung ca˙’nh cu˙’a phi u không gian vˆ gi˜ u.a các d¯ôí tu.o ng a˙’nh (nhu a˙’nh chu.p t` àn giao nhau) và môí quan hê tru ò ng, các d¯u ò ng bˇang và các d¯u ò ng d¯i la.i cu˙’a taxi cˆ u.c d¯ô pha˙’n gi˜ u.a khung ca˙’nh và môi tru.ò.ng xung quanh nó (nhu nu.ó.c mu.a s˜e tˇang m´ xa ánh sáng cu˙’a mˇa.t d¯u.ò.ng vào ban d¯êm) Nói chung, tri th´ u.c thu˙’ tu.c và tri th´ u.c thi giác thu.ò.ng su˙’ du.ng quá tr`ınh y a˙’nh m´ u.c thâ´p và m´ u.c trung gian còn tri th´ u.c thê´ gió.i thu c thu.ò.ng d¯u.o c su˙’ xu˙’ l´ y m´ u.c cao Trong thu c tê´, các tri th´ u.c thê´ gió.i thu c là co so˙’ cho các du.ng xu˙’ l´ u.c nào d¯i chˇang n˜ u.a, th`ı biê˙’u tiêń tr`ınh nô.i suy a˙’nh Tuy nhiên, cho d` u su˙’ du.ng tri th´ y a˙’nh là ta.o các biê˙’u diˆ˜en ´ıt phu thuô.c vào diˆ˜en tri th´ u.c d¯ôí vó.i mô.t hê thôńg xu˙’ l´ àn tránh che phu˙’ tri th´ u.c các d¯oa.n mã chu.o.ng tr`ınh u ´ ng du.ng nhâ´t Do d¯ó cˆ 340 http://www.ebook.edu.vn àn du a trên các àn c´ y a˙’nh co ba˙’n cˆ hoˇa.c phˆ u.ng Bo˙’.i vâ.y, các thuâ.t toán xu˙’ l´ è các u ´.ng du.ng, và tri th´ u.c vˆ ´.ng du.ng chuyên tri th´ u.c không phu thuô.c vào pha.m vi u àn d¯u.o c d¯u.a vào hê co so˙’ tri th´ u.c và ´ıt phu thuô.c vào các thuâ.t toán này nhâ´t biê.t cˆ 9.5.3 Hˆ e thˆ ońg logic up ch´ ung ta dˆ˜e dàng biˆ˜en diˆ˜en các mê.nh Logic vi t` u (xuâ´t hiê.n ho.n mô.t thê´ ky˙’ nay) gi´ è và suy d¯oán các su kiê.n mó i t` u co so˙’ tri th´ u c d¯ã có Mô.t nh˜ u.ng ch´ u.c nˇang d¯ˆ - ây là mô.t hê thôńg logic u.c là các phép toán vi t` u bâ.c nhâ´t D h˜ u.u ´ıch nhâ´t cu˙’a tri th´ èu các biê˙’u th´ è mô.t y râ´t nhiˆ u.c toán ho.c c˜ ung nhu các mê.nh d¯ˆ có kha˙’ nˇang xu˙’ l´ ngôn ng˜ u tu nhiên, chˇa˙’ng ha.n tiêńg Anh C´ ac d ¯i.nh ngh˜ıa àn co ba˙’n cu˙’a các phép toán vi t` Nh˜ u.ng thành phˆ u là k´ y hiê.u vi t` u., k´ y hiê.u hàm, èn xác k´ y hiê.u biêń, và k´ y hiê.u hˇa` ng K´ y hiê.u vi t` u biê˙’u diˆ˜en môí quan hê miˆ è “nˇam nho˙’ ho.n mu.ò.i” có thê˙’ biê˙’u diˆ˜en da.ng d¯i.nh cu˙’a bài toán Chˇa˙’ng ha.n, mê.nh d¯ˆ y hiê.u vi t` u và nˇam, mu.ò.i là LESSTHAN(nˇam, mu.ò.i), d¯ó LESSTHAN là mô.t k´ các k´ y hiê.u hˇà ng Ba˙’ng 9.2 minh ho.a v´ı du khác Trong v´ı du này, mô.t k´ y hiê.u vi t` u., chˇa˙’ng ha.n èu d¯ôí sô´ Các d¯ôí u này ch´ u.a mô.t hoˇa.c nhiˆ MOTHER, nhâ.n da.ng mô.t vi t` u.; và vi t` ung có thê˙’ sô´ có thê˙’ là các hˇa` ng sô´, nhu Mai, d¯a.i du o ng, và Nam Cao Các d¯ôí sô´ c˜ là các hàm theo các d¯ôí sô´ khác Chˇa˙’ng ha.n, MARRIED[father(John), mother(John)] è “cha cu˙’a John d¯ã cu.ó.i me cu˙’a John” O˙’ d¯ây, John là mô.t k´ biê˙’u diˆ˜en mê.nh d¯ˆ y hiê.u hˇa` ng, mother và father là các k´ y hiê.u hàm, và MARRIED là mô.t k´ y hiê.u vi t` u Trong y hiê.u biêń v´ı du cuôí cu˙’a Ba˙’ng 9.2, BEHIND là k´ y hiê.u vi t` u., và x, y là k´ Các vi t` u nhu chı˙’ Ba˙’ng 9.2 còn go.i là các nguyên tu˙’ Các nguyên tu˙’ có è nhu Ba˙’ng thê˙’ d¯u.o c tô˙’ ho p la.i bo˙’.i các phép nôí logic d¯ê˙’ ta.o thành các mê.nh d¯ˆ ?? Các phép nôí logic Ba˙’ng 9.3 có y ´ ngh˜ıa tu.o.ng tu nhu sau: “∧” (AND), “∨” u phô˙’ du.ng, tu.o.ng tu mê.nh (OR), “∼” (NOT), và “⇒” (SUY RA); ∀x, go.i là lu.o ng t` òn ta.i, có ngh˜ıa “tˆ òn ta.i x.” Bôń v´ı du è “vó.i mo.i x” Tu.o.ng tu ∃x, go.i là lu.o ng t` u tˆ d¯ˆ àu tiên Ba˙’ng 9.3 d¯ˆ è câ.p các mê.nh d¯ˆ è chı˙’ gˆ òm các hˇa` ng, và hai v´ı du cuôí là d¯ˆ è có gˇań vó.i các k´ y hiê.u biêń Các biê˙’u th´ u.c logic d¯u.o c xây du ng bˇa` ng các mê.nh d¯ˆ u.c ho p lê cu˙’a cách nôí các biê˙’u th´ u.c khác da.ng ∧s(∨s) go.i là da.ng nô˙’i rò.i Biê˙’u th´ 341 http://www.ebook.edu.vn Phát biê˙’u Vi t` u Mai là d¯àn bà FEMALE(Mai) Mai là me - a.i du.o.ng ló.n ho.n hˆ ò D Nam Cao d¯ã viê´t tiê˙’u thuyê´t Ch´ı Phèo x d¯´ u.ng d¯ˇà ng sau y MOTHER(Mai) ò) BIGGERTHAN(d¯a.i du.o.ng, hˆ WRITE(Nam Cao, “Ch´ı Phèo”) BEHIND (x, y) è vi t` Ba˙’ng 9.2: V´ı du vˆ u các phép toán vi t` u go.i là da.ng d¯u.o c d¯.inh ngh˜ıa d¯´ ung, và k´ y hiê.u là (wffs) è nêú nó chı˙’ ch´ Biê˙’u th´ u.c logic go.i là c´ u pháp da.ng không mê.nh d¯ˆ u.a các nguyên òn ta.i và lu.o ng t` u tˆ u phô˙’ du.ng Biê˙’u th´ u.c logic go.i tu˙’., các phép nôí logic, các lu.o ng t` è nêú nó có da.ng là c´ u pháp da.ng mê.nh d¯ˆ (∀x1, x2, , xk )[A1 ∧ A2 ∧ ∧ An ⇒ B1 ∨ B2 ∨ ∨ Bm ], àn bên trái và bên pha˙’i cu˙’a mê.nh d¯ˆ è d¯ó Ai , Bj là các nguyên tu˙’ Các thành phˆ è không có èu kiê.n và các kê´t luâ.n cu˙’a mê.nh d¯ˆ è c tu o ng u ´ ng Mê.nh d¯ˆ c go.i là các d¯iˆ èu kiê.n có da.ng ⇒ P d¯u.o c hiê˙’u là P Ngu.o c la.i, biê˙’u th´ u.c P ⇒ có ngh˜ıa ∼ P d¯iˆ Xét phát biê˙’u “vó.i mo.i x, nêú x là mô.t ngu.ò.i và là cha me., th`ı x hoˇa.c là cha, è c´ è này d¯u.o c viê´t nhu sau hoˇa.c là me.” Trong mê.nh d¯ˆ u pháp, mê.nh d¯ˆ (∀x)[PERSON(x) ∧ PARENT(x) ⇒ MOTHER(x) ∨ FATHER(x)] è, biê˙’u Dˆ˜e dàng kiê˙’m tra rˇà ng (xem Ba˙’ng 9.4), nêú viê´t da.ng c´ u pháp không mê.nh d¯ˆ th´ u.c này tro˙’ thành (∀x)[∼ PERSON(x) ∨ ∼ PARENT(x) ∨ MOTHER(x) ∨ FATHER(x)] è sang da.ng Thâ.t vâ.y ch´ ung ta luôn luôn có thê˙’ chuyê˙’n d¯ô˙’i t` u da.ng không mê.nh d¯ˆ è và ngu o c la.i mê.nh d¯ˆ Ba˙’ng 9.4 chı˙’ môí quan hê gi˜ u.a các phép toán logic Nô.i dung cu˙’a nˇam cô.t àu tiên tu.o.ng tu logic thông thu.ò.ng Phép toán kéo theo có ngh˜ıa nhu sau: Vê´ bên d¯ˆ 342 http://www.ebook.edu.vn Phát biê˙’u è Mê.nh d¯ˆ Mai là d¯àn bà và là me Mai là d¯àn ông hoˇa.c là d¯àn bà FEMALE(Mai) ∧ MOTHER(Mai) Mai không là d¯àn ông Nêú Mai là me th`ı Mai là phu n˜ u Mô˜i ngu.ò.i, hoˇa.c là d¯àn ông hoˇa.c là d¯àn bà Có mô.t ngu.ò.i d¯ã viê´t tiê˙’u thuyê´t “Sô´ d¯o˙’” ∼MALE(Mai) MALE(Mai) ∨ FEMALE(Mai) MOTHER(Mai) ⇒ FERMALE(Mai) (∀x)[MALE(x)∨FEMALE(x)] (∃x)WRITE(x, “Sô´ d¯o˙’”) è các mê.nh d¯ˆ è Ba˙’ng 9.3: V´ı du vˆ A B ∼A A∧B A∨B A⇒B T T F T T T T F F F T F F T T F T T F F T F F T Ba˙’ng 9.4: Ba˙’ng d¯´ ung-sai trái cu˙’a phép kéo theo go.i là gia˙’ thiê´t và vê´ bên pha˙’i go.i là kê´t luâ.n Ba˙’ng 9.4 chı˙’ phép kéo theo có kê´t qua˙’ là T nêú hoˇa.c kê´t luâ.n là T hoˇa.c gia˙’ thiê´t là F; ngu.o c la.i phép kéo theo có giá tri F V´ı du 9.5.1 Các phép toán vi t` u sau minh ho.a các khái niê.m d¯u.o c tr`ınh bày trên Nêú x là a˙’nh sô´ th`ı các pixel o˙’ da.ng rò.i ra.c: DIGITAL(x) ⇒ DISCRETE(pixel) Tâ´t ca˙’ các a˙’nh sô´ có các pixel rò.i ra.c: (∀x){[IMAGE(x) ∧ DIGITAL(x) ⇒ (∃y)[PIXEL-IN(y, x) ∧ DISCRETE(y)]} 343 http://www.ebook.edu.vn òn ta.i y cho y Biê˙’u th´ u.c này có ngh˜ıa: Vó.i mo.i x cho x là mô.t a˙’nh sô´ tˆ là pixel a˙’nh x và y rò i ra.c èu là a˙’nh sô´: Không pha˙’i mo.i a˙’nh d¯ˆ (∀x)[IMAGE(x)] ⇒ (∃y)[IMAGE(y)∧ ∼ DIGITAL(y)] òn ta.i y là a˙’nh Biê˙’u th´ u.c này có ngh˜ıa: Vó.i mo.i x cho x là mô.t a˙’nh th`ı tˆ nhu ng không pha˙’i là a˙’nh sô´ èu ho.n các a˙’nh sô´ d¯o.n sˇać: Các a˙’nh màu sô´ mang thông tin nhiˆ (∀x)(∀y){[IMAGE(x) ∧ DIGITAL(x) ∧ COLOR(x)]∧ [IMAGE(y) ∧ DIGITAL(y) ∧ MONOCHROME(y)] ⇒ MOREINFO(x, y)} Biê˙’u th´ u.c này có ngh˜ıa: Vó.i mo.i x cho x là mô.t a˙’nh màu sô´, vó.i mo.i a˙’nh èu ho.n y sô´ d¯o.n sˇać y th`ı x mang thông tin nhiˆ ¯u.o.ng quan tro.ng C´ ac hˆ e th´ u.c tu.o.ng d ung-sai và logic thông thu.ò.ng có thê˙’ ch´ u.ng minh các t´ınh Bˇà ng cách su˙’ du.ng ba˙’ng d¯´ châ´t sau: ∼ (∼ A) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i A A ∨ B tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i ∼ A ⇒ B Pha˙’n ch´ u.ng A⇒B tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i ∼ B ⇒∼ A Công th´ u.c de Morgan ∼ (A ∧ B) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i ∼ A∨ ∼ B ∼ (A ∨ B) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i ∼ A∧ ∼ B Phân bô´ A ∧ (B ∨ C) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i (A ∧ B) ∨ (A ∧ C) A ∨ (B ∧ C) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i (A ∨ B) ∧ (A ∨ C) 344 http://www.ebook.edu.vn Giao hoán A ∧ B tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i B ∧ A A ∨ B tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i B ∨ A Kê´t ho p (A ∧ B) ∧ C tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i A ∧ (B ∧ C) (A ∨ B) ∨ C tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i A ∨ (B ∨ C) òn ta.i và vó.i mo.i u tˆ Quan hê gi˜ u.a các lu.o ng t` ∼ (∀x)P (x) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i (∃x)[∼ P (x)] ∼ (∃x)P (x) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i (∀x)[∼ P (x)] ` ¯i.nh l´ y Suy luˆ a.n bˇ a ng c´ ach ch´ u.ng minh-d u.ng biê˙’u th´ u.c d¯u.o c Trong logic vi t` u., các nguyên tˇać suy luâ.n có thê˙’ áp du.ng trên nh˜ u.c d¯i.nh ngh˜ıa d¯´ ung ch´ ung ta suy các d¯i.nh ngh˜ıa d¯u ńg và trên co so˙’ tâ.p các biê˙’u th´ u.c d¯i.nh d¯i.nh ngh˜ıa d¯´ ung mó i Sau d¯ây là mô.t vài v´ı du suy luâ.n (W có ngh˜ıa biê˙’u th´ ngh˜ıa d¯´ ung): Modus Ponens T` u W1 ∧ (W1 ⇒ W2 ) suy W2 Modus Tollens T` u ∼ W2 ∧ (∼ W1 ⇒ W2 ) suy W1 Phép chiêú T` u W1 ∧ W2 suy W1 - ˇa.c biê.t hoá phô˙’ du.ng D T` u (∀x)W (x) suy W (c), è “T` d¯ó c là k´ y hiê.u hˇa` ng và mê.nh d¯ˆ u F suy G” có ngh˜ıa F ⇒ G luôn èu này cho phép ch´ ung ta thay F luôn d¯´ ung (t´ u.c là, F luôn luôn suy G); d¯iˆ u c logic bo˙’ i G biê˙’u th´ 345 http://www.ebook.edu.vn u.c logic d¯u.o c Các nguyên tˇać suy luâ.n ta.o các wffs dâñ xuâ´t t` u các biê˙’u th´ y, và dãy các d¯i.nh ngh˜ıa d¯´ ung Trong phép t´ınh vi tu , các wffs dâñ xuâ´t go.i là d¯.inh l´ u.ng minh cu˙’a d¯i.nh l´ y Khái niê.m này râ´t co ba˙’n v`ı l´ y luâ.n d¯u.o c su˙’ du.ng go.i là ch´ y su˙’ du.ng các mô.t sô´ tiêń tr`ınh nô.i suy a˙’nh có thê˙’ phát biê˙’u da.ng ch´ u.ng minh d¯i.nh l´ phép toán vi t` u Theo cách d¯ó, su˙’ du.ng các nguyên tˇać suy luâ.n và tâ.p các su kiê.n u.ng minh t´ınh ho p lê cu˙’a d¯ã biê´t ch´ ung ta có thê˙’ suy nh˜ u.ng su kiê.n mó.i hoˇa.c ch´ gia˙’ thiê´t nào d¯ó u d¯ê˙’ ch´ u.ng Có hai phép toán co ba˙’n thu.ò.ng d¯u.o c su˙’ du.ng phép t´ınh vi t` u nhâ´t, thao tác tru c tiê´p trên các da.ng minh t´ınh d¯´ ung cu˙’a các biê˙’u th´ u.c logic Th´ è tu.o.ng tu nhu phu.o.ng pháp ch´ u.ng minh các biê˙’u th´ u.c toán ho.c Th´ u không mê.nh d¯ˆ è Hai u.ng biê˙’u th´ u.c o˙’ da.ng mê.nh d¯ˆ hai, d¯ó là du a trên d¯ôí sánh các sô´ ha.ng nh˜ phu.o.ng pháp này s˜e d¯u.o c minh ho.a v´ı du du.ó.i d¯ây òi V´ı du 9.5.2 Gia˙’ su˙’ ta biê´t: (1) so.t giâý o˙’ d¯ˇa` ng sau bàn làm viê.c, và (2) ghê´ ngˆ sau bàn làm viê.c Ch´ ung ta c˜ ung gia˙’ thiê´t t´ınh châ´t vâ.t l´ y (3) nêú x sau y th`ı u bài toán, x không kha˙’ kiêń Các gia˙’ thiê´t (1) và (2) là nh˜ u ng su kiê.n xuâ´t phát t` èu kiê.n u.c là vó.i nh˜ u.ng d¯iˆ (3) là tri th´ u.c và không phu thuô.c vào bài toán T´ nào d¯ó chˇa˙’ng ha.n x nho˙’ ho n y th`ı x không thâý d¯u o c bi che khuâ´t bo˙’ i y và y là àn suy (ch´ ung ta cˆ u.ng minh), chı˙’ khôí d¯ˇa.c (t´ u.c không thê˙’ nh`ın xuyên qua y.) Ch´ su˙’ du.ng hai su kiê.n và mô.t gia˙’ thiê´t, rˇa` ng so.t rác không kha˙’ kiêń Hai su kiê.n có da.ng BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) và òi, bàn làm viê.c) NEXT-TO(ghê´ ngˆ Hai phát biê˙’u này có quan hê theo phép toán logic AND: òi, bàn làm viê.c) BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) ∧ NEXT-TO(ghê´ ngˆ è có da.ng T´ınh châ´t vâ.t l´ y o˙’ da.ng mê.nh d¯ˆ (∀x, y)[BEHIND(x, y) ⇒ INVISIBLE(x)] è Hay tu.o.ng d¯u.o.ng da.ng không mê.nh d¯ˆ (∀x, y)[∼ BEHIND(x, y) ∨ INVISIBLE(x)] è bài toán này ta d¯u.o c Biê˙’u diˆ˜en da.ng hô.i tâ´t ca˙’ các tri th´ u.c vˆ 346 http://www.ebook.edu.vn òi, bàn làm viê.c)∧ (a) (∀x, y){BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) ∧ NEXT-TO(ghê´ ngˆ [∼ BEHIND(x, y) ∨ INVISIBLE(x)]} Thay x bo˙’.i so.t rác và y là bàn làm viê.c ta d¯u.o c òi, bàn làm viê.c)∧ (b) BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) ∧ NEXT-TO(ghê´ ngˆ [∼ BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) ∨ INVISIBLE(so.t rác)] Su du.ng phép chiêú ta có pho˙’ng d¯oán (c) BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c)∧[∼ BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c)∨INVISIBLE(so.t rác)] T` u t´ınh phân bô´ cu˙’a các phép toán hô.i và tuyê˙’n ta có (d) BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c) ∧ INVISIBLE(so.t rác) ´ du.ng phép chiêú mô.t lˆ àn n˜ Ap u.a d¯u.o c (e) INVISIBLE(so.t rác) u.c gôć (a) tu.o.ng d¯u.o.ng vó.i biê˙’u Do d¯ó ta d¯ã ch´ u.ng minh d¯u.o c biê˙’u th´ u nh˜ u.ng thông tin d¯ã biê´t ch´ ung ta kê´t luâ.n rˇa` ng so.t rác th´ u.c (e) Nói cách khác, t` không kha˙’ kiêń è u.ng minh la.i kê´t qua˙’ trên nhu.ng su˙’ du.ng biê˙’u diˆ˜en mê.nh d¯ˆ Bây giò ta s˜e ch´ è cˆ àn ch´ u.ng minh su˙’ du.ng pha˙’n ch´ u.ng: lâý phu˙’ d¯i.nh mê.nh d¯ˆ u.ng Phu.o.ng pháp ch´ è d¯u u.ng su kiê.n d¯ã có, t` u d¯ó có mê.nh d¯ˆ ńg hoˇa.c ho p minh và suy mâu thuâñ vó.i nh˜ lê è bài toán này o˙’ u.c vˆ Du a trên các d¯i.nh ngh˜ıa tru.ó.c, ta có thê˙’ biê˙’u diˆ˜en tri th´ da.ng sau: (a) (b) ⇒ BEHIND(so.t rác, bàn làm viê.c), òi, bàn làm viê.c), ⇒ NEXT-TO(ghê´ ngˆ (c) (∀x, y)[BEHIND(x, y) ⇒ INVISIBLE(x)], và (d) INVISIBLE(so.t rác) ⇒ è INVISIBLE(so.t rác) Nhˇać la.i rˇà ng ch´ ung ta muôń suy mâu thuâñ cu˙’a phu˙’ d¯i.nh mê.nh d¯ˆ mà theo d¯i.nh ngh˜ıa tru ó c, nó d¯u o c biê˙’u diˆ˜en da.ng INVISIBLE(so.t rác) ⇒ àn tu˙’ cu˙’a bài toán d¯ã d¯u.o c biê˙’u diˆ˜en o˙’ da.ng mê.nh d¯ˆ è, ch´ Sau các phˆ ung ta suy mâu thuâñ bˇà ng cách d¯ôí sánh hai vê´ cu˙’a các phép kéo theo khác vó.i 347 http://www.ebook.edu.vn è trôńg Viê.c d¯ôí sánh d¯u.o c thu c hiê.n bˇà ng ung d¯ê˙’ d¯êń mô.t mê.nh d¯ˆ y ´ tu.o˙’.ng khu˙’ ch´ è dâñ cách thê´ các biêń d¯ê˙’ ta.o các nguyên tu˙’ d¯`ông nhâ´t Sau d¯ôí sánh, mê.nh d¯ˆ è phân gia˙’i, gˆ òm các vê´ bên trái và bên pha˙’i không thê˙’ d¯ôí sánh xuâ´t, go.i là mê.nh d¯ˆ ung ta thê´ so.t rác bo˙’.i x và Vê´ trái cu˙’a (c) d¯ôí sánh vó.i vê´ pha˙’i cu˙’a (a) nêú ch´ è tôí gia˙’n là bàn làm viê.c là y Mê.nh d¯ˆ (e) INVISIBLE(so.t rác) è trôńg vê´ trái cu˙’a (d) và vê´ Tuy nhiên, phân gia˙’i cu˙’a (d) và (e) là mê.nh d¯ˆ pha˙’i cu˙’a (e) là d¯`ông nhâ´t Mâu thuâñ này chı˙’ phu˙’ d¯i.nh INVISIBLE(so.t rác) ⇒ là è INVISIBLE(so.t rác) u.ng to˙’ t´ınh d¯u ńg cu˙’a mê.nh d¯ˆ sai, và bo˙’.i vâ.y ch´ Mô.t kê´t qua˙’ co ba˙’n phép t´ınh vi t` u là tâ´t ca˙’ các d¯i.nh l´ y d¯u ńg có thê˙’ ch´ u.ng àu tiên d¯u.a thuâ.t toán (nhu.ng không minh sau h˜ u.u ha.n bu.ó.c Herbrand là ngu.ò.i d¯ˆ hiê.u qua˙’) d¯ê˙’ t`ım các ch´ u.ng minh nhu thê´ Khoa˙’ng ba mu.o.i nˇam sau, Robinson d¯ã cung câ´p mô.t thuâ.t toán hiê.u qua˙’ ho.n du a trên nguyên tˇać suy dâñ go.i là lò.i gia˙’i ày d¯u˙’ theo ngh˜ıa tâ´t ca˙’ Robinson d¯ã chı˙’ rˇa` ng nguyên tˇać lò.i gia˙’i ba˙’o d¯a˙’m t´ınh d¯ˆ u.ng minh và t´ınh d¯´ ung d¯ˇań theo ngh˜ıa không có d¯i.nh l´ y sai các d¯i.nh l´ y d¯´ ung d¯u.o c ch´ u ng minh Nhu v´ı du tru ó c chı˙’ ra, nguyên tˇać lò i gia˙’i khá d¯o n gia˙’n Sau d¯u o c ch´ è, phu.o.ng pháp ch´ àn tu˙’ cu˙’a bài toán d¯ã d¯u.o c biê˙’u diˆ˜en da.ng mê.nh d¯ˆ ung ta các phˆ ´ ng sau cu˙’a các suy dâñ khác t`ım kiê´m các gia˙’ thiê´t d¯´ u ng tru ó c và các hê qua˙’ d¯u mà có thê˙’ d¯ôí sánh d¯u.o c Viê.c d¯ôí sánh d¯u.o c thu c hiê.n bˇà ng cách thay các biêń d¯ê˙’ è suy dâñ go.i là mê.nh d¯ˆ è phân ta.o các nguyên tu˙’ d¯`ông nhâ´t Sau d¯ôí sánh, mê.nh d¯ˆ òm vê´ bên trái và bên pha˙’i không thê˙’ d¯ôí sánh nhu chı˙’ o˙’ trên Viê.c gia˙’i, gˆ è vó.i mu.c tiêu sinh mênh d¯ˆ è trôńg, y nhˇà m phân gia˙’i các mê.nh d¯ˆ ch´ u.ng minh d¯i.nh l´ èu tài liê.u liên quan d¯êń phu.o.ng pháp mà là mâu thuâñ Trong thu c tê´, có râ´t nhiˆ y bˇa` ng cách kiêń thiê´t các thuâ.t toán hiê.u qua˙’ du a trên co so˙’ tri ch´ u.ng minh d¯i.nh l´ th´ u.c d¯ã có 9.5.4 Ma.ng ng˜ u ngh˜ıa ut biê˙’u diˆ˜en các d¯ôí Ma.ng ng˜ u ngh˜ıa là d¯`ô thi có hu.o´.ng d¯u.o c gán nhãn d¯ó mô˜i n´ u.a các n´ ut Các ma.ng d¯u.o c tu.o ng hay các biêń và các cung biê˙’u diˆ˜en môí quan hê gi˜ u.c có t´ınh tru c thiê´t kê´ theo kiê˙’u này có mô.t sô´ u.u d¯iê˙’m, chˇa˙’ng ha.n biê˙’u diˆ˜en tri th´ ò thi nên có thê˙’ su˙’ du.ng các k˜ y thuâ.t d¯ôí sánh và quan Ngoài ra, biê˙’u diˆ˜en trên d¯ˆ ò thi d¯ê˙’ thao tác các phˆ àn tu˙’ cu˙’a bài toán nô.i suy H`ınh 9.20 là d¯`ô gán nhãn trên d¯ˆ thi biê˙’u diˆ˜en các su kiê.n bài toán so.t rác 348 http://www.ebook.edu.vn INVISIBLE G1 G2 G3 so.t rác BEHIND bàn làm viê.c x ghê´ NEXT-TO y bàn làm viê.c INVISIBLE BEHIND G4 so.t rác H`ınh 9.20: Các phân hoa.ch cu˙’a ma.ng ng˜ u ngh˜ıa bài toán so.t rác Ma.ng ng˜ u ngh˜ıa cung câ´p mô.t cách tiê´p câ.n khác d¯ê˙’ thu c hiê.n tiêń tr`ınh nô.i àn này ch´ ung suy Mˇa.c d` u có mô.t sô´ cách su˙’ du.ng ma.ng d¯ê˙’ nô.i suy, nhiên phˆ y tri th´ u c d¯u o c biê˙’u ta chı˙’ tâ.p trung vào các ma.ng d¯u o c su˙’ du.ng d¯ê˙’ biê˙’u diˆ˜en và xu˙’ l´ diˆ˜en o˙’ da.ng mê.nh d¯`ê Cách tiê´p câ.n này minh ho.a các khái niê.m co ba˙’n su˙’ du.ng ung tiê´p tu.c vó.i nh˜ u.ng tha˙’o luâ.n trên ma.ng ng˜ u ngh˜ıa và c˜ ´ è râ´t dˆ˜e dàng Y Viê.c xây du ng các ma.ng ng˜ u ngh˜ıa t` u các biê˙’u th´ u.c mê.nh d¯ˆ àn cu˙’a ma.ng ng˜ u ngh˜ıa (t´ u.c là, mô˜i mê.nh tu.o˙’.ng là biê˙’u diˆ˜en mô˜i mê.nh d¯`ê nhu mô.t phˆ è d¯u.o c biê˙’u diˆ˜en nhu mô.t d¯`ô thi con) Các n´ ut cu˙’a ma.ng ch´ u.a các biêń và các hˇà ng d¯ˆ u.a hai n´ ut Mô.t (các d¯ôí tu.o ng), và các cung d¯u.o c gán nhãn biê˙’u thi môí quan hê gi˜ àn kê´t luâ.n ui tên nêú nó biê˙’u diˆ˜en mô.t quan hê phˆ cung d¯u.o c v˜e bˇa` ng mô.t m˜ è và m˜ àn d¯iˆ èu kiê.n (vê´ pha˙’i) cu˙’a mê.nh d¯ˆ ui tên d¯ôi nêú nó biê˙’u diˆ˜en quan hê phˆ è H`ınh 9.20 minh ho.a d¯ˆ ò thi tu.o.ng u ´.ng các biê˙’u th´ u.c (a)-(d) (vê´ trái) cu˙’a mê.nh d¯ˆ v´ı du so.t rác Ch´ ung ta chuyê˙’n quan hê mô.t ngôi, chˇa˙’ng ha.n INVISIBLE(x), ò thi.) ´.ng khuyên cu˙’a d¯ˆ thành quan hê hai ngôi INVISIBLE(x, x) (tu.o.ng u Quá tr`ınh suy luâ.n du a vào ma.ng ng˜ u ngh˜ıa có da.ng H`ınh 9.20 râ´t d¯o.n ui gia˙’n Các d¯`ô thi d¯u.o c trô.n lâñ bˇà ng cách d¯ôí sánh các biêń và các hˇa` ng, các m˜ ui tên d¯o n c` ung vó i các n´ ut ngo.n nêú ch´ ung bˇà ng Nhu tên d¯ôi khu˙’ các m˜ è phu˙’ d¯i.nh d¯u.o c àn tru.ó.c, mu.c d¯´ıch là t`ım phân hoa.ch trôńg liên quan d¯êń mê.nh d¯ˆ phˆ thiê´t lâ.p l´ uc bˇa´t d¯`âu suy luâ.n H`ınh 9.21 minh ho.a kê´t qua˙’ (k´ y hiê.u G13 ) trô.n hai ò thi trôńg T` ò thi G1 và G2 H`ınh 9.20 Trô.n G13 và G4 ta d¯u.o c d¯ˆ u d¯ó d¯ˆ suy so.t rác không kha˙’ kiêń 349 http://www.ebook.edu.vn INVISIBLE INVISIBLE G2 G13 G4 ghê´ NEXT-TO bàn làm viê.c so.t rác so.t rác ò thi H`ınh 9.21: Suy luâ.n bˇà ng cách trô.n các d¯ˆ 9.5.5 Hˆ e chuyˆ en gia u Hê chuyên gia là mô.t cách tiê´p câ.n khác d¯ê˙’ suy luâ.n Tu.o.ng tu phép t´ınh vi t` và ma.ng ng˜ u ngh˜ıa, hê chuyên gia su˙’ du.ng d¯ôí sánh d¯ê˙’ suy luâ.n Tuy nhiên, các hành èu u.c ta.p ho.n nhiˆ d¯ô.ng cu˙’a mô.t hê chuyên gia sau d¯ôí sánh d¯ã d¯u.o c t`ım thâý ph´ yy ´ Thâ.t ra, các hành d¯ô.ng có d¯ô ph´ u c ta.p tu` - ˇa.c biê.t, các èu t´ınh mˆ èm de˙’o cu˙’a ch´ Hê chuyên gia d¯u.o c quan tâm nhiˆ ung D èu l˜ınh vu c t` u xu˙’ l´ y a˙’nh và kiê˙’m hê chuyên gia d¯ã d¯u.o c su˙’ du.ng thành công nhiˆ èu khiê˙’n tra các sa˙’n phâ˙’m công nghiê.p d¯êń châ˙’n d¯oán y ho.c và các quá tr`ınh d¯iˆ Các hê chuyên gia là các hê thôńg human-machine vó.i chuyên môn hoá cao nhˇa` m gia˙’i u hê chuyên gia ám chı˙’ d¯êń các hê quyê´t nh˜ u.ng bài toán d¯ˇa.c biê.t Do d¯ó thuâ.t ng˜ è l˜ınh vu c d¯ˇa.c biê.t u.c nhâ.n d¯u.o c t` u nh˜ u.ng chuyên gia vˆ thôńg máy du a trên tri th´ - o.n vi xu˙’ l´ àn co ba˙’n cu˙’a mô.t hê chuyên gia D H`ınh 9.22 cho thâý các thành phˆ y u a ngu ò i su˙’ du.ng và hê thôńg Ngu ò i su˙’ du.ng tu o ng ngôn ng˜ u là bô phâ.n giao tiê´p gi˜ u d¯i.nh hu.ó.ng bài toán mà thu.ò.ng o˙’ da.ng tác vó.i hê chuyên gia thông qua ngôn ng˜ u vu ng ha.n chê´ Có thê˙’ su˙’ du.ng ngôn ng˜ u d¯`ô ho.a d¯ê˙’ bô˙’ sung cho tiêńg Anh vó.i sô´ t` - o.n vi xu˙’ l´ y ngôn ng˜ u gia˙’i th´ıch các t´ın hiê.u vào t` u ngu.ò.i su˙’ du.ng và viê.c giao tiê´p D - o.n vi d¯iˆ èu chı˙’nh gia˙’i th´ıch các hành d¯i.nh da.ng thông tin d¯u.o c ta.o bo˙’.i hê thôńg D d¯ô.ng cu˙’a hê thôńg cho ngu.ò.i su˙’ du.ng Chˇa˙’ng ha.n, nó tra˙’ lò.i các câu ho˙’i ta.i mô.t èu chı˙’nh d¯óng tiêń tr`ınh d¯u.o c hoàn thành hoˇa.c tiêń tr`ınh khác bi loa.i bo˙’ Bô phâ.n d¯iˆ àu và gõ rôí cu˙’a mô.t hê chuyên gia vai trò chu˙’ yêú viê.c thiê´t kê´ ban d¯ˆ Bô phâ.n blackboard có ch´ u.c nˇang lu.u tr˜ u các mâ˙’u tin chˇa˙’ng ha.n d˜ u liê.u hiê.n è bài toán d¯ˇa.c ta˙’, các gia˙’ thiê´t, và các quyê´t d¯i.nh trung gian Các thuâ.t ng˜ hành vˆ u bô y hiê.u nhó ta.m thò.i và bô nhó thò.i gian ngˇań thu.ò.ng d¯u.o c su˙’ du.ng luân phiên d¯ê˙’ k´ 350 http://www.ebook.edu.vn Ngu.ò.i su˙’ du.ng y Xu˙’ l´ ngôn ng˜ u Blackboard Co so˙’ tri th´ u.c - iˆ èu chı˙’nh D - iˆ èu khiê˙’n D àn co ba˙’n cu˙’a mô.t hê chuyên gia H`ınh 9.22: Các thành phˆ u.c (mô.t tâ.p cu˙’a co so˙’ tri th´ u.c H`ınh 9.1) ch´ u.a cho blackboard Co so˙’ tri th´ è thê´ gió.i thu c nhu d¯ã tr`ınh bày Phˆ àn 9.5.2 các thu˙’ tu.c, thi giác và tri th´ u.c vˆ òm tri th´ u.c d¯u.o c su˙’ du.ng bo˙’.i mô.t hê chuyên gia (bao gˆ u.c d¯u.o c su˙’ M´ u.c d¯ô mà tri th´ y a˙’nh) phu thuô.c vào tr`ınh u ´.ng du.ng Co so˙’ du.ng bo˙’.i các d¯o.n vi cu˙’a hê thôńg xu˙’ l´ àn d¯ê˙’ gia˙’i quyê´t mô.t bài toán Co chê´ ung ch´ u.a các quy tˇać mà hê thôńg cˆ tri th´ u.c c˜ èu khiê˙’n ch´ u.ng tri th´ u.c gia˙’i quyê´t bài toán tô˙’ng quát và các chiêń lu.o c gia˙’i d¯iˆ u.a nh˜ quyê´t xung d¯ô.t Tri th´ u.c gia˙’i quyê´t bài toán tô˙’ng quát, d¯ôi còn go.i là phu.o.ng àn cô´t yêú d¯ê˙’ có thê˙’ d¯ôí sánh các quy tˇać, tri th´ tiê.n suy luâ.n, là phˆ u.c, thuâ.t toán, và è mô.t tiêń tr`ınh; t` u d¯ó d¯u.a d¯êń (hay suy ra) lò.i nh˜ u.ng su kiê.n d¯ã biê´t hiê.n hành vˆ èu khiê˙’n d¯óng vai trò chiêń lu.o c viê.c cho.n và thu c thi gia˙’i T´ u.c là, co chê´ d¯iˆ èu các công cu d¯ê˙’ gia˙’i quyê´t mô.t bài toán Vâń d¯`ê gia˙’i quyê´t xung d¯ô.t hai hay nhiˆ quy tˇać d¯u.o c kho˙’.i d¯ô.ng d¯`ông thò.i Phu.o.ng pháp gia˙’i quyê´t xung d¯ô.t phu thuô.c vào u tu u.u tiên, ngh˜ıa là quy tˇać có u ´.ng du.ng, nhu.ng cách tiê´p câ.n chung theo hu.ó.ng th´ u này), và th´ u tu d¯ô u.u tiên cao nhâ´t d¯u.o c cho.n d¯ê˙’ firing (s˜e gia˙’i th´ıch sau thuâ.t ng˜ àn d¯ây nhâ´t Các quy tˇać mô.t hê chuyên àn d¯ây cho.n quy tˇać d¯u.o c su˙’ du.ng gˆ gˆ gia thu.ò.ng có da.ng èu kiê.n) th`ı (các hành d¯ô.ng) nˆ eú (các d¯iˆ èu kiê.n và các hành d¯ô.ng d¯u.o c biê˙’u diˆ˜en da.ng hô.i cu˙’a các mê.nh d¯ˆ è d¯ó các d¯iˆ èu kiê.n và d¯iˆ èu eú d¯iˆ Nói cách khác, ch´ ung ta d¯o.c các nguyên tˇać trên nhu sau: nˆ èu kiê.n m d¯u kiê.n và d¯iˆ ńg th`ı thu c hiê.n hành d¯ô.ng và hành d¯ô.ng và và hành d¯ô.ng k Chˇa˙’ng ha.n, kha˙’o sát quy tˇać trô.n hai v` ung mô.t a˙’nh: 351 http://www.ebook.edu.vn R(107) è nhau, và ung nho˙’, và các v` ung kˆ nˆ eú k´ıch thu.ó.c các v` u.c xám trung b`ınh cu˙’a hai a˙’nh nho˙’, hiê.u gi˜ u.a hai m´ th`ı trô.n hai v` ung è nhau” cˆ àn d¯i.nh ngh˜ıa tru.ó.c và d¯u.o c lu.u tr˜ u o˙’ no.i mà Các khái niê.m “nho˙’” và “kˆ àn Thông tin loa.i này d¯u.o c lu.u tr˜ u co so˙’ các quy tˇać có thê˙’ lâý thông tin cˆ ung d¯ã d¯u.o c xác d¯i.nh và các d¯ˇa.c tru.ng cu˙’a ch´ ung d¯ã d¯u.o c tri th´ u.c Gia˙’ thiê´t các v` ung, t´ınh T´ u.c là, quá tr`ınh phân d¯oa.n và t`ım d¯ˇa.c tru.ng d¯ã d¯u.o c thu c hiê.n Cuôí c` òm ba d¯iˆ èu kiê.n và mô.t hành d¯ô.ng Trong thu c tê´, các quy tˇać quy tˇać d¯ˇa.c biê.t này gˆ èu d¯iˆ èu kiê.n d¯u.a d¯êń mô.t hành d¯ô.ng thu.ò.ng xa˙’y các hê thôńg xu˙’ l´ y vó.i nhiˆ a˙’nh èu kiê.n mô.t quy tˇać d¯ã thoa˙’ ta.i c` Khi tâ´t ca˙’ các d¯iˆ ung mô.t thò.i d¯iê˙’m, th`ı quy tˇać d¯u.o c k´ıch hoa.t Khi các hành d¯ô.ng d¯ã d¯u.o c thu c hiê.n, quy tˇać go.i là fired Ch´ uy ´ rˇa` ng, quy tˇać d¯u.o c kho˙’.i d¯ô.ng không có ngh˜ıa quy tˇać này tu d¯ô.ng fired Nêú àn d¯u.a vào giai d¯oa.n gia˙’i èu ho.n mô.t quy tˇać d¯u.o c kho˙’.i d¯ô.ng th`ı hê thôńg cˆ có nhiˆ - iˆ èu này có ngh˜ıa chı˙’ có mô.t quy quyê´t xung d¯ô.t d¯ê˙’ xác d¯i.nh quy tˇać nào d¯u.o c fired D tˇać d¯u o c phép fired ta.i mô.t thò i d¯iê˙’m Hiê˙’n nhiên có su tu.o.ng tu gi˜ u.a các quy tˇać cu˙’a hê chuyên gia o˙’ da.ng d¯u.o c mô è d¯u.o c d¯`ê câ.p tru.ó.c Thâ.t ra, các nguyên tˇać cu˙’a hê ta˙’ và các biê˙’u th´ u.c da.ng mê.nh d¯ˆ y chuyên gia thu.ò.ng dˆ˜e dàng d¯ˇa.c ta˙’ và d¯o.c nó Chˇa˙’ng ha.n, các d¯i.nh luâ.t vâ.t l´ bài toán so.t rác d¯u o c nói trên có thê˙’ biê˙’u diˆ˜en da.ng ´.ng sau d¯ôí tu.o ng y, nˆ eú d¯ôí tu.o ng x d¯u th`ı d¯ôí tu.o ng x không kha˙’ kiêń u.ng su kiê.n này Khi các su kiê.n d¯ã d¯u.o c cho, mô.t hê chuyên gia cô´ gˇańg d¯ôí sánh nh˜ èu kiê.n co so˙’ quy tˇać Kiê˙’m tra tâ´t ca˙’ các d¯iˆ èu kiê.n mô.t nguyên vó.i các d¯iˆ ´.ng vó.i quy tˇać tˇać và kho˙’.i d¯ô.ng nó Nêú không xa˙’y xung d¯ô.t, hành d¯ô.ng tu.o.ng u àn là mê.nh d¯ˆ è thông báo d¯u.o c k´ıch hoa.t, d¯ó firing quy tˇać Hành d¯ô.ng chı˙’ d¯o.n thuˆ nhu quy tˇać trên Trong su kiê.n “so.t rác o˙’ d¯ˇa` ng sau bàn làm viê.c” hê chuyên gia s˜e d¯ôí sánh so.t rác vó.i x và bàn làm viê.c vó.i y, kho˙’.i d¯ô.ng quy tˇać Hành d¯ô.ng è “so.t rác không kha˙’ kiêń” M´ u.c d¯ô mà các mê.nh tru.ò.ng ho p này là mê.nh d¯ˆ è d¯u.o c châ´p nhâ.n o˙’ da.ng tiêńg Anh (hoˇa.c ngôn ng˜ u khác) phu thuô.c vào su h`ınh d¯ˆ thành hê chuyên gia V`ı các hê chuyên gia hu.ó.ng d¯êń ngu.ò.i su˙’ du.ng, nên giao tiê´p ung s˜e dˆ˜e dàng ho.n các hê thôńg du a trên logic vi t` u hay các ma.ng ng˜ u ngh˜ıa vó.i ch´ 352 http://www.ebook.edu.vn T` liˆ e.u tham kha˙’o [1] G W Awcock and R Thomas, Applied image process, McGraw-Hill, Inc., 1996 [2] V Bhaskaran and K Konstantinides, Image and video compression standards: algorithms and architectures, Kluwer Academic Publishers, 1995 [3] S K Chang, Principles of pictorial information systems design, Prentice-Hall International, Inc., 1989 [4] C M Goldie and R G E Pinch, Communication theory, Cambridge University Press, 1991 [5] R C Gonzalez and Paul Wintz, Digital image processing, Addison-Wesley Publishing Company, 1992 [6] B Jähane, Digital image process, Springer-Verlag, 1995 [7] K Kanatani, Group-theoretical methods in image understanding, Springer-Verlag, 1990 [8] D C Kay and J R Levine, Graphics file formats, McGraw-Hill Inc., 1995 [9] M S Kiver, Color Television Fundamentals, McGraw-Hill, New York (1965) [10] R Klette and P Zamperoni, Handbook of image processing operators, John Wiley & Sons Ltd., 1996 [11] R W Hamming, Coding and information theory, Prentice-Hall, 1980 [12] J R Parker, Algorithms for image processing and computer vision, John Wiley & Sons, Inc., 1997 [13] W K Pratt, Digital image processing, John Wiley & Sons Ltd., 1978 [14] A Rosenfeld, Picture processing by computer, Academic Press, Inc., 1969 353 http://www.ebook.edu.vn [15] J C Russ, The image processing handbook, CRC Press, Inc., 1995 [16] R J Schalkoff, Digital image processing and computer vision, John Wiley & Sons, Inc., 1989 [17] K Sayood, Introduction to data compression, Morgan Kaufman Publishers, Inc., 1996 [18] J Serra, Image analysts and mathematical morphology, Academic Press, Inc., (Vol 1) 1982, (Vol 2) 1988 [19] M A Sid-Ahmed, Image Processing, McGraw-Hill Inc., 1995 [20] J W T Walsh, Photometry, Dover, New York (1958) 354 http://www.ebook.edu.vn

Định dạng
Số trang	354
Dung lượng	4,1 MB