Алгоритмы распознавания казахского слова как целого


НазваниеАлгоритмы распознавания казахского слова как целого
страница6/12
Дата публикации01.10.2013
Размер1.01 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

The management of the higher educational institution

^ Yavorskiy V.V., Kintonova A.G.

This paper considers the aims of the higher education institution hierarchical structure of such institution and its managing.

The paper studies the methods and means of the analisys and correction of the current interrelations of the management, the use of which makes it possible to create structures, which react for the changes in the environment and correction of the aims of management.

^ -ШАРИПБАЕВ А. А., РИФА В.Н.
ОБ ОДНОМ МЕТОДЕ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ МАНИПУЛЯТОРОМ
(Евразийский Национальный Университет им. Л.Н. Гумилева)
Рассматривается возможность применения метода динамических характеристик для решения задачи идентификации пользователя компьютера по управлению манипулятором "мышь". Численные эксперименты показывают сходимость собственных чисел ковариационных матриц к устойчивому индивидуальному набору для пользователя с ростом числа наблюдений.
Введение

Успешность работы информационных систем и технологий в современных рыночных условиях в значительной степени определяется мерой восприятия проблем безопасности разработчиками таких систем, а также представлениями о комплексе мероприятий защиты информации в автоматизированных системах, умением обнаруживать угрозы и своевременно получать необходимую информацию о них, анализировать ее, оценивать ситуацию и обеспечивать необходимый уровень безопасности с использованием организационно технических методов и программного обеспечения, а также использовать полученные знания при разработке и построении автоматизированных систем и систем защиты информации.

Центральным звеном безопасности информационной системы (ИС) несомненно является система аутентификации пользователя или система контроля доступа. Задача аутентификации заключается в подтверждении индивидуальных данных («имя», «пароль» – "login"+"password"), которые вводит пользователь, чтобы получить разрешение на работу с ИС. Иными словами, задача аутентификации - это задача идентификации субъекта.

В настоящее время все более интенсивно исследуются биометрические системы контроля доступа (БСКД). Методы биометрии в задаче аутентификации можно разбить на два основных класса - статические и динамические. В данной работе будет уделено внимание именно второму классу, динамическим БСКД.

Широкое применение получили три типа динамических БСКД, основанных на анализе голоса, рукописного и клавиатурного почерков. Принципиально важным качеством динамических БСКД является возможность для личности сохранять в тайне свой биометрический образ (парольную фразу), что на 4-6 десятичных порядков повышает степень защиты, предоставляемой динамическими БСКД относительно статических [1,2].

Достоинством динамической биометрии (голос, рукописный и клавиатурный почерк), является возможность смены образа личности за счет быстрой смены воспроизводимого пароля.

Статический образ личности (отпечаток пальца) нельзя сохранить в тайне или изменить, он дан личности единожды и навсегда. Иначе обстоит дело с образами динамической биометрии, они легко поддаются изменению, и могут быть сохранены пользователем в тайне. Последние делают динамическую биометрию предпочтительной для удаленной идентификации личности в открытом информационном пространстве.

Как недостаток этого класса систем следует отметить то, что на их работу влияет психофизическое состояние личности (испуг, стресс, психотропные препараты). Тем не менее, системы динамической биометрии оказываются эффективными длительное время, существующие данные свидетельствуют о стабильном сохранении отработанных двигательных навыков у человека в течение нескольких десятилетий.

Практически все существующие сегодня коммерческие системы биометрической динамической идентификации личности построены в основном на анализе динамики воспроизведения подписи. Такие системы следует разделить на одно, двух и трех координатные. Соответственно, эти системы отличаются тем, что анализируют одну координату, пару координат или полную тройку координат X(t), Y(t), Z(t). Однокоординатные системы могут быть построены путем учета любой из этих временных функций, обеспечивая вероятности ошибок первого и второго рода на уровне 0,1. Двух координатные системы используют любую пару функций времени из тройки X(t), Y(t), Z(t) и, на сегодняшний день, позволяют достичь уровня вероятности ошибок порядка 0,01. Наиболее сложные системы используют полную тройку функций, обеспечивая уровень вероятностей ошибок первого/второго рода порядка 0,003 [3].

В основе методов на которых базируются динамические БСКД положены предположения о хаотичности подсознательных движений человека. При этом хаотичность трактуется как признак неустойчивости системы человек – подпись, или человек - ключевая фраза и т.д., так как человек не в состоянии повторить в точности ни свою подпись, ни ключевую фразу голосом. Всегда будут некоторые отличия для каждой пары попыток. Но, если принять во внимание, что неустойчивость означает, что любое, даже самое малое изменение состояния системы может привести к сколь угодно большому фактическому изменению движения, то приходим к противоречию. А именно, насколько бы сильно не отличались два экземпляра подписи, все же динамические картины схожи, если подпись произведена ее владельцем, т.е. присутствует явление устойчивости системы при нестационарности шумов. Устойчивость в этом случае нужно понимать несколько шире, чем устойчивость по Ляпунову или даже по Пуанкаре. Необходимо принять во внимание тот факт, что строгое определение устойчивости предполагает известной некоторую -окрестность начальных условий, которая не может быть наблюдаема нами в силу особенностей рассматриваемой системы.

Исходя с этой точки зрения, целесообразно построить некоторую заведомо устойчивую систему, в которой человек – субъект во время испытаний будет достигать поставленной цели, и проводить биометрические измерения во время достижения цели субъектом. Наиболее простая подобная система – система управления манипулятором "мышь", которая имеется на каждом компьютере.


    1. ^ Биометрические измерения поведения пользователя

Биометрические измерения поведения пользователя при управлении манипулятором заключаются в следующем:

  1. Перед началом управления манипулятором курсор находится в произвольной точке , называемой начальной точкой.

  2. Посредством генератора случайных чисел с равномерным распределением по и генерируются координаты случайной точки , называемой целевой точкой.

  3. Пользователь переводит курсор из начальной точки в целевую точку и нажимает левую клавишу манипулятора при достижении цели.

  4. Траектория движения курсора запоминается в виде последовательности пар чисел , и значение системного таймера в момент нахождения курсора в точке .

  5. Затем снова генерируется целевая точка, и процесс повторяется до тех пор, пока не будет сформирован достаточный массив траекторий для вычислений.

Массив, состоящий из траекторий одного эксперимента (только одной траектории), называется сессией (сегментом).

Рассматривая движение курсора под управлением пользователя как задачу оптимального управления для некоторой сложной нелинейной динамической системы мы можем наблюдать следующее:

  • Цель всегда достигается (ограничений по времени на достижение цели пользователем не накладывается).

  • Траектории непрерывны и никогда не повторяются.

Основываясь на том факте, что цель всегда достигается, можно по аналогии с динамическими системами утверждать, что система пользователь-цель-курсор устойчива.

На множестве траекторий движения курсора некоторым образом, нам не известным, отображены особенности поведения пользователя:

  • Физические антропометрические особенности: длинна рук, пальцев, развитость отдельных групп мышц т.д. – императивная часть системы управления.

  • Психофизические особенности: скорость реакции на цель, тип темперамента и т.п. – интеллектуальная часть системы управления или все то, что относится функционалу качества управления.

Возникает вопрос: каким образом можно отличить траектории одного пользователя от другого? Для решения этого вопроса (задачи аутентификации пользователя) необходимо построить процедуру формирования пространства признаков, в котором имеется возможность создания образов различных пользователей, и более того эти образы будут различимы.

Естественно предположить, что динамическая система пользователь–цель-курсор имеет достаточно большое число переменных состояния, которые мы не сможем наблюдать. Все, что мы можем наблюдать заключено в траекториях курсора, полученных в результате эксперимента. Полученные данные дают возможность использовать только статистический анализ траекторий. Поэтому основной вопрос для построения процедуры формирования пространства признаков заключается в следующем: каким образом могут быть связаны статистические характеристики траекторий и аналитический вид задачи оптимального управления для нелинейных динамических систем?

Вывод 1.

В общем виде решить такую задачу очень трудно, если вообще возможно. Однако с целью рассмотреть пример как аналог для выработки идеи построения пространства признаков это возможно.
^ 2. Решение задачи оптимального управления для линейной системы с функционалом четвертого порядка.

Рассмотрим линейную динамическую систему

, (1)
с функционалом качества управления четвертого порядка.

(2)
где, - вектор пространства состояний системы, - вектор управления, - вещественная неособенная устойчивая матрица, вещественная матрица. - некоторые неотрицательно определенные матрицы и - положительно определенная матрица. И пусть некоторая неотрицательная функция шестого порядка малости относительно .

Без потери общности положим, что евклидова норма не превышает 1, т.е. .

Задача: найти такой закон управления системой (1), чтобы минимизировать значения функционала (2).

Напомним определение. Дифференцируемая функция фазового состояния детерминированной динамической системы называется функцией Ляпунова для особой точки (для стационарного состояния ; для положения равновесия ), если она удовлетворяет следующим условиям:

1) функция определена в некоторой окрестности точки и имеет в этой точке строгий локальный минимум;

2) скорость изменения (полная производная по времени) функции вдоль решений системы в некоторой окрестности точки неположительна, .

Предположим существование функции Ляпунова для системы (1) в виде

, (3)
где неотрицательно определенные постоянные матрицы размерности .

Запишем уравнение Беллмана

. (4)

Вычислим производную от по

(5)

Тогда уравнение Беллмана примет вид

(6)

Или

(7)

Примем во внимание, что:

,

,

также обозначим .

Далее, дифференцируя выражение в фигурных скобках по имеем



Откуда

, (8)

или

.

Тогда

(9)

Полученное уравнение распадается на:
а) матричное уравнение Риккати для линейно квадратичной задачи

, (10)
б) уравнение Ляпунова относительно матрицы

. (11)

И определив как

(12)
имеем:

  1. Решение уравнения Риккати существует и единственно.

  2. Решение уравнения Ляпунова существует и единственно.

  3. по построению положительно определена и имеет порядок малости . Следовательно, не ухудшает качество управления.

  4. Для вычисления управляющего воздействия в каждый момент времени нет необходимости вычислять матрицы .

Положим учитывая, что устойчива и усредняя (11) по всем траекториям (полагая, что ) получим

, (13)
где - ковариационная матрица по всем возможным траекториям решений задачи (1-2).

Последнее уравнение является уравнением Ляпунова относительно матрицы . Матрица положительно определена по построению. Следовательно по теореме Ляпунова решение существует и единственно.

В свою очередь ковариационная матрица симетрична и положительно определена. Тогда существует матрица такая, что

,
где диагональная матрица, по главной диагонали которой расположены вещественные собственные числа матрицы . Здесь специально введены обозначения указывая на то, что собственные числа ковариационной матрицы положительны и вещественны(суть дисперсии в координатах главных компонент).

Тогда при известной положительно определенной матрице имеем уравнение

,
или

, (14)
где .

Рассмотрим общее двучленное уравнение Сильвестра

. (15)

Известна теорема [4]. Уравнение (15) имеет единственное решение в том и только в том случае, когда выполнены условия:

1) в парах (A, D) и (В, С) имеются невырожденные матрицы;

2);

3) если ,

.

Следовательно, коль скоро существует и невырождена(как диагональная матрица собственных значений ковариационной матрицы ), то и матрицы существуют и невырожденны поскольку очевидно, что условия теоремы выполнены. Т.е. существует невырожденная функция Ляпунова в виде (3).

Что собственно и требовалось показать.

Алгоритм для нахождения пары матриц можно предложить следующий. Положим в (14) - единичная матрица. Тогда имеем уравнение Ляпунова вида

.

вычисляется как диагональная матрица состоящая из собственных значений ковариационной матрицы полученной на траекториях движения системы.

И следовательно по теореме Ляпунова решение существует и невырожденно для каждой .
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Похожие рефераты:

Алгоритмы распознавания казахского слова как целого
Об оптимальной абсолютно линейной дискретизации решений волнового уравнения с начальными условиями из классов Соболева
С. К. Коваленко о методике дифференцированных функциональных состояний...
Метод качественных структур, изложенный в [1], как способ рассмотрения целого, предполагает возможность исследования трех различных...
Учебное пособие для студентов
Образов по цветовому описанию, геометрическим параметрам, а также по принятию решений в интеллектуальных системах. Теоретические...
Процедуры распознавания зависят от понятия расстояния между двумя...
Методы классификации распознавания образов, использующие евклидовы пространства описаний
Процедуры распознавания зависят от понятия расстояния между двумя...
Методы классификации распознавания образов, использующие евклидовы пространства описаний
Создан первый в мире мультимедийный самоучитель казахского языка
«M. A. R. I. D. I» ведущий европейский производитель профессиональных it–решений для ускоренного изучения иностранных языков презентовала...
Сарсен аманжолов основоположник казахского языкознания
В XIX веке большую роль в создании казахского литературного языка сыграли Абай и Алтынсарин. У истоков казахского языкознания стоял...
Учебное пособие для студентов специальностей н. 02. 02 «Радиофизика»
Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов факультета радиофизики и электроники, включает принципы организации и алгоритмы...
Гу «Средняя общеобразовательная школа №5 г. Павлодара»
Как вы понимаете слова Н. Заболоцкого? Как вы думаете, почему именно эти слова я взяла в качестве эпиграфа нашего занятия?
Ш. Уалиханов – великий ученый и просветиель казахского народа
Цель урока: а образовательная: на основе дополнительного материала раскрыть роль Ш. Ш. Уалиханова как ученого, просветителя в истории...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза