РАЗДЕЛ 2
СИСТЕМА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ
ВИЗУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Автоматизированная система управления, имеющая в своем составе СОВИ, является
многофункциональной системой, и множество выполняемых ею функций подчинено
единой цели – обеспечить эффективное функционирование объекта управления [65,
89, 115, 140]. Характерными особенностями таких систем являются:
целостность выполнения единой поставленной перед системой задачи с определенной
эффективностью;
статистическая природа сигналов, внешних возмущений и нагрузки;
высокая степень автоматизации, достигаемая применением телемеханических систем,
компьютерных управляющих систем, систем измерения и контроля;
многообразие структур с различными иерархическими уровнями;
наличие перекрестных связей.
Для создания рациональных СОВИ, целенаправленного и обоснованного выбора
информационных технологий (методов и средств) обработки ВИ, возникает
необходимость сравнения различных вариантов реализации. Это определяется
потребностью, как процесса разработки, так и задачей исследования
эффективности. Выбор того или иного варианта системы и целесообразных ИТ
осуществляется на основе этого исследования. Вместе с тем, возникает также
задача обоснованного выбора показателей эффективности (процедур) [8, 11, 114,
121, 146]. Как было показано в разделе 1, системы оценок, в полной мере
соответствующей этой задаче, на современном этапе не существует и,
следовательно, актуальной является ее разработка.
Так же как генерация вариантов, процесс выбора показателей эффективности
представляет собой творческий процесс, который трудно поддается количественному
анализу. При разработке системы показателей СОВИ следует учитывать, что в
зависимости от цели использования ВИ в АСУ (наблюдение, обнаружение или
опознавание) изменяются критерии эффективности и интервалы их допустимых
значений как для отдельных блоков и процедур, так и для системы в целом. В то
же время, задачи выбора конкретного вида показателей эффективности требуют
формальной постановки и решения. Из литературы известны варианты оценки
эффективности, обладающие своими относительными преимуществами и недостатками
[8, 39, 114, 146]. Задача разработки системы оценки эффективности решается в
данном разделе. Как отмечалось в разделе 1, решение этой задачи является одной
из составляющих теоретических основ адаптивно-критериального подхода к
построению ИТ обработки ВИ.
Адаптивно-критериальная система построения СОВИ включает этапы выбора структуры
в целом и разработку или выбор базовых ИТ (для отдельных блоков, процедур,
этапов) обработки ВИ [59, 115]. При этом невозможно создать несколько систем и
осуществить реальное физическое моделирование для выбора наилучшего варианта.
Возможно лишь провести математическое моделирование и сравнительную оценку
эффективности с использованием различных уровней абстракции или способов
описания.
В общем случае под эффективностью понимают степень приспособленности средств и
методов обработки для достижения определенной цели [114, 121, 124, 140].
Следовательно, нахождение рационального решения связано с выбором критериев
эффективности и методов оценки эффективности по выбранным критериям.
При разработке системы критериев эффективности учитывалось следующее:
критерии эффективности СОВИ должны быть информационными, поскольку главной
целью СОВИ в составе АСУ является извлечение существенной информации об объекте
управления, изменение формы представления информации на каждом уровне
обработки;
критерии эффективности должны отражать вероятностный характер получаемой ВИ в
АСУ;
критерии должны учитывать значимость полученной информации для выполнения
поставленной задачи, следовательно, для оценки эффективности целесообразно
использовать семантический подход.
В данном разделе разработана комплексная система оценки эффективности СОВИ в
составе АСУ на основе информационного подхода.
При разработке базовых информационных технологий невозможно пользоваться
оценкой эффективности выбранной для всей системы в целом, т.к. при их выборе и
создании таковой не существует. Поэтому при разработке базовых информационных
технологий (для отдельных блоков, процедур, этапов) обработки изображений в
СОВИ пользуются, как правило, показателями эффективности отдельных процедур.
Введем ряд определений относительно вышеупомянутых показателей.
Определение 2.1. Показателем качества базовой ИТ (для отдельных блоков,
процедур, этапов) называется мера качества, оценивающаяся степенью близости
между результатами обработки изображений при моделировании блока (процедуры,
этапа) и идеальным результатом.
Например, показатель качества процедуры выделения контуров оценивается по
критерию Прэтта [139], показатель качества предварительной обработки – с
помощью различных метрик между результатами обработки и «идеальным»
изображением (без шумов) [146]. Требование достаточно полной характеристики
качества системы обязывает учитывать при моделировании все основные особенности
и свойства системы, а также условия ее функционирования и взаимодействие с
внешней средой [121]. Таким образом, показатель качества является функцией
множества параметров: реализуемых алгоритмов, технических средств, влияния
внешних факторов на процесс получения или преобразования информации.
Повышение качества подсистемы не всегда приводит к повышению эффективности. В
частности, пирамидальные диффузионное и сигнально-семантическое представления
ВИ принципиально предполагают ухудшение качества изображений на соответствующем
уровне иерархии. Поэтому при разработке отдельных процедур н
- Київ+380960830922