В книге представлены работы крупных специалистов по искусственному интеллекту, посвященные созданию программ для восприятия и интерпретации содержания трехмерных сцен Рассмотрены вопросы интерпретации сцен, состоящих из выпуклых многогранников, построения контурных изображений по исходному зашумленному изображению, нахождения информации о форме предметов по распределению полутонов. Много внимания уделено обучению машин и формированию понятий в виде структурных описаний сцен, идентификации сцен.
Книга представляет интерес для широкого круга специалистов в области искусственного интеллекта. Она доступна студентам и аспирантам математических специальностей университетов и вузов.
ОТ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА
Принято считать, что подавляющая часть информации о внешнем мире, существенной при выборе поведения, поступает к человеку через зрение. Однако до недавнего времени системы, предназначенные по мысли их создателей имитировать интеллектуальную деятельность, строились так, что все 100% информации о состоянии внешней среды вводились в систему оператором-программистом. В частности, во всех реализациях машинных программ для игры в шахматы и сегодня программы не имеют непосредственного контакта с партнером или шахматной доской. Аналогичная ситуация сложилась в области всевозможных манипуляторов с супервизорным управлением, программных систем решения математических задач (интегрирование, алгебраические преобразования, разложение в ряды и т. п.), во многих приложениях распознавания образов, за исключением, быть может, чтения букв и рассматривания картинок.
Положение изменилось с началом исследований по так называемым интегральным роботам — более или менее замкнутым системам, способным действовать автономно в условиях, заранее четко не очерченных. Именно тогда стало ясно, что зрение весьма существенно и для искусственных систем, а практический опыт показал, что создание хороших зрительных программ — задача, нетривиальная по причинам, о которых речь пойдет ниже, и, по-видимому, она представляет самостоятельный теоретический и инженерный интерес. Поэтому не удивительно, что для исследования вопросов машинного зрения в конце 60-х годов был создан целый ряд лабораторий во всем мире.
Один из таких коллективов возник в США в Массачусетском технологическом институте (МТИ). Лучшие работы этого коллектива, отобранные руководителем лаборатории искусственного интеллекта П. Уинстоном, и вошли в настоящий сборник.
В 1974 г. в беседе с автором этих строк П. Уинстон высказал мысль, что во всей проблематике роботов зрение —единственная по-настоящему научная задача, а все остальные — это простые
ОГЛАВЛЕНИЕ
От редактора перевода .................... 5
1 Машинное зрение. Патрик Генри Уинстон............9
1.1 Книга....................... 9
1.2 Работа ......................11
Литература ......................28
2 Интерпретация контурных рисунков, изображающих сцены с тенями. Дэвид Уолц........................30
2.1 Введение...................... 30
2.2 Метки для линий................... 36
2.3 Использование освещения ............... 56
2.4 Правила отбора................... 63
2.5 Основная программа разметки.............. 70
2.6 Случаи нетрехгранных узлов и связанные с этим проблемы ... 86
2.7 Учет ориентации областей................ 9Э
Литература ...................... 111
3 Анализ массивов интенсивности с использованием знаний о сценах.
Иосиаки Сирии........................112
3.1 От массивов, формирующих изображения, к контурным рисункам 112
3.2 Стратегии и программы................113
3.3 Экспериментальные результаты и комментарий.......132
4 Определение формы по данным о полутонах. Бертольд Хорн . . . .137
4.1 Введение ..................... 137
4.2 Теория ...................... 143
4.3 Специальные приложения ............... 158
4.4 Реализация..................... 166
4.5 Смежные вопросы ................... 179
Литература ...................... 184
5 Построение структурных описаний по примерам. Патрик Генри Уинстон 185
5.1 Основные идеи.................... 185
5.2 Построение описаний................. 189
5.3 Выделение групп объектов............... 202
5.4 Сходство и различие сетей............... 209
5.5 Обучение и «почти то»................. 218
5.6 Несколько построенных понятий.............230
5.7 Идентификация ...................237
Литература ......................247
ф Структура для представления знания. Марвин Минский......249
6.1 Фреймы ......................249
6.2 Язык, понимание и сценарии...............274
6.3 Обучение, память и парадигмы..............297
6.4 Управление.....................317
6.5 Пространственное воображение.............324
Литература ......................336
Список литературы...................... 339
Предметный указатель........................343