有限自动机实例
δ ——状态转移函数,δ :Q×Σ→Q,δ (q,a)=p,代表接收机在状态q时,扫 描字符a后到达状态p 。
q0——FA的开始状态,也可叫作初始状态或启动状态。q0∈Q 。
F——FA的终止状态集合。F被Q包含。任给q∈F,q称为M的终止状态。
下面举出具体的例子:
定义有限状态接收机A为:
δ δ δ δ δ δ δ
有限自动机的形式定义: 一般的有限状态自动机(FA)是一个五元组:M=(Q, Σ, δ , q0, F) 其中, Q——状态的非空有穷集合。∀q∈Q,q称为M的一个状态。 Σ——输入字母表。输入字符串都是Σ上的字符串。 δ ——状态转移函数,有时又叫作状态转换函数或者移动函数, δ :Q×Σ→Q,δ (q,a)=p。 q0——M的开始状态,也可叫作初始状态或启动状态。q0∈Q。 F——M的终止状态集合。F被Q包含。任给q∈F,q称为M的终止状态。
镜头边界检测是镜头处理的第一步,也是基于内容的视频检索、视频摘 要的基础,因此研究镜头的边界检测具有重要的现实意义。
镜头的边界可分为两类:突变和渐变。 渐变包括:溶解、淡入、淡出等效果。
目前突变的检测效果比较好,而渐变的检测效果并不理想。 主要因为(1)长度的不确定性;(2)变化类型的多样性;(3)变化的平缓性。 渐变检测的算法主要分为两个方面: 判断视像中的一帧是否是渐变边界帧,称为边界帧的判定; 判定一段包含边界帧的视像是否是渐变,称为边界帧的组合。
Normal为正常状态;Buffer为变声明的准备状态。
在检测到3次较高的帧间差(1)之后,自动机到达Prepare3状态。在 此之后,自动机可以容忍连续出现2个非渐变帧(0),渐变检测的容 忍度为2 。
有限自动机有多个具有复杂意义的状态,利用这种状态记忆功能, 允许渐变中连续出现2个变化平缓的帧(非渐变帧),提高了检测的适 应性和鲁棒性。
实例二:一种基于有限自动机的渐变 镜头检测算法
知识介绍:
镜头:是相机的一次连续拍摄,代表时间和空间上一组连续的动作,是 一系列相互关联的连续帧的组合。 它是视像序列的基本元素,其边界检测是视像内容分析和基于内容的事 项检索的基础;同时,提高渐变检测可以提高摄影摄像设备的不变性与 灵敏性。
边界帧的判定主要采用设置阀值和统计分析等方法来实现。 (在这里我们不做介绍) 这里,主要研究边界帧组合问题。 完成了渐变帧的判定后,视像序列可以看作是0和1组成的序列, 其中0代表非边界帧,1代表边界帧。 面对这个二值的序列,如何准确的检测出渐变过程是边界帧组合所研究的 问题。
渐进检测的容忍度:
(a0,同)=a1 (a1,性)=a2 (a2,倾)=a3 (a3,向)=a4 (a2,恋)=a5 (a4,好)=a6 (a5,好)=a6
假如有如下的待检测字符S1=“我认为同性恋好” 和S2=“我认为同性相斥”。
S1的推导如下:
δ (a0,我)=a0
δ (a0,认)=a0 δ (a0,为)=a0
The End, Thank You !
ห้องสมุดไป่ตู้
提出原因:
由于渐进变化过程的平缓性,渐变过程中经常出现帧间差异很小的帧,它们 不满足边界帧的检测条件,所以被检测成非边界帧。
但是,这些非边界帧和它前后的边界帧作为一个整体属于同一渐变过程。 以往的检测算法没有考虑到这一点,要求渐变过程的帧都要符合渐变边界帧 的条件。这样,一个完整的渐变将会被截断,甚至被认为不是渐变过程。 为了解决这个问题。提出了渐变检测中的“容忍度”的概念,并提出了一种 “具有容忍度的基于自动机的边界帧组合方法”。
有限状态自动机是具有离散输入和输出的系统的一种数学模型。 其主要特点有:
系统具有有限个状态,不同的状态代表不同的意义。按照实际的需要,系统可以在 不同的状态下完成规定的任务。 我们可以将输入字符串中出现的字符汇集在一起构成一个字母表。系统处理的所有 字符串都是这个字母表上的字符串。 系统在任何一个状态下,从输入字符串中读入一个字符,根据当前状态和读入的这 个字符转到新的状态。 系统中含有开始状态和终止状态。 注:终止状态并不是指一进入这种状态就终止了。而是说,到此为止的字符串作为 一个语言的一个句子。
实例一:有限自动机在BBS监测系 统中的应用
思路:
形式语言与自动机理论是为了将自然语言转换 成为计算机能够识别、处理的语言而建立的理 论体系,利用有限自动机可以对文本信息进行 智能化监测,通过对文本的词法分析可以得到 系统检测所需要的信息。
知识介绍:
BBS:即Bulletin Board System,电子公告栏 系统。它是建立在互联网上,面向大众,提供 发布公告消息、聊天、信件服务等功能,满足 用户获取信息、交流情感等要求的信息服务系 统。 BBS信息检测系统主要是针对当前BBS中危害 国家安全、社会稳定而开发的能过滤BBS中的 机密、敏感、不良信息的系统。
此处,主要是想采用自动机的理论,通过BBS 信息监测系统,创建匹配信息树,对信息进行 分析、处理。
精确命中目标信息,尽量避免误命中。
本实例中所用有限自动机的定义:
本例中的有限状态自动机(FA)是一个四元组:FA=(Q, δ , q0, F) 其中,
Q——一个有限状态的集合。∀q∈Q,q称为M的一个状态。
S2的推导如下:
δ (a0,我)=a0
δ (a0,认)=a0 δ (a0,为)=a0
δ (a0,同)=a1
δ (a1,性)=a2 δ (a2,恋)=a5 δ (a5,好)=a6 最后处于最终状态a6,表明该字符 串检测命中。
δ (a0,同)=a1
δ (a1,性)=a2 δ (a2,相)=a0 δ (a0,斥)=a0 最终处于状态a0,表明该字符串检 测未命中。
基于有限自动机的两个实例
报告人:张宇洋 时间:2014.11.5
什么是有限自动机?
有限状态自动机(FA -"finite automaton" ):是为研究有限内存的 计算过程和某些语言类而抽象出的一种计算模型。
有限状态自动机拥有有限数量的状态,每个状态可以迁移到零个或多 个状态,输入字串决定执行哪个状态的迁移。
渐变检测容忍度定义:一个渐变过程中允许最多连续出现N个非渐变帧, 称N为渐变检测的容忍度。
以往算法要求渐变过程中每个帧都满足鉴别条件,所以容忍度为0,算法适 应性很差。
具有适当的容忍度将会提高算法的适应性和健壮性。
本实例中的有限自动机模型:
图中信号0表示当前帧为非边界帧,信号1表示当前帧为边界帧。
渐变确认:当自动机跳转到Buffer状态时,确认了待 声明渐变的首尾帧。如果首尾帧差超过阀值T,则声 明为渐变,否则返回Normal状态。 阀值T 可以考察渐变变化的整个过程,防止了由于出 现一系列剧烈运动所造成的误判。 采用此方法的镜头边界检测在查全率和准确率效果方 面都有了很大提高!