Informacje ogólne
W wielu dziedzinach życia istnieje potrzeba łatwego porównywania oraz klasyfikacji obiektów, określenia przynależności do grupy lub zbioru charakteryzującego się pewnymi z góry określonymi cechami. Potrzeba ta podyktowana jest koniecznością detekcji cech, wykluczania pewnych zdarzeń, zapobiegania sytuacjom krytycznym, czy też identyfikacji obiektów. Takie zapotrzebowanie generują przeważnie systemy wyszukiwania informacji, systemy monitoringu, systemy rekomendacji, identyfikacji, moderacji i wiele innych, gdzie głównym punktem zainteresowania jest pewien obiekt złożony i jego relacje z wzorcami. W tym przypadku obiekty złożone są przetwarzane w celu osiągnięcia pewnego postawionego celu (różnego w zależności od rozpatrywanego systemu). Z pojęciem podobieństwa związany jest komparator, służący jako narzędzie do porównywania. Za jego pomocą możemy określić w jakim stopniu dwa obiekty są do siebie podobne. Element ten daje również możliwość budowania złożonych struktur decyzyjnych w postaci sieci komparatorów, które mogą być pewną analogią do hierarchicznych klasyfikatorów (choć nie zawsze i nie ograniczają się jedynie do tej roli). Daje one możliwość krok po kroku modelowania podejmowania decyzji oraz łatwość zmiany bądź rozbudowy tego procesu.
Główne możliwe pola zastosowań komparatorów znajdują się w systemach wspomagania decyzji (Decision Support System) jako zastosowanie bezpośrednie dzielące się jednak na węższe dziedziny takie jak:
CBR (Case-based reasoning) - systemy bazujące na gromadzonej wiedzy historycznej (przypadkach rozwiązanych w przeszłości), w których nowe rozwiązania są konstruowane poprzez wyszukiwanie przypadków wcześniej pozytywnie zakończonych. Podstawowe etapy w procesie podejmowania decyzji w CBR to:
a) znalezienie dobrego dopasowania zadanego (nowego) problemu z ewidencjonowanymi przypadkami historycznymi, b) dostosowanie poprzednich rozwiązań do aktualnego problemu,
c) rozwiązanie zadanego problemu oraz zapis wyniku.
Zastosowanie komparatorów daje możliwość budowy rozwiązań w zakresie punktu a) oraz częściowo punktu c).
CEP (Complex event processing) - systemy monitoringu zdarzeń w czasie rzeczywistym stosowane w przemyśle. Systemy te analizują dane z różnych źródeł, porównują je i wykrywają wzorce, trendy i wyjątki związane z analizowanymi zdarzeniami . Dzięki temu niepożądane sytuacje mogą zostać wykryte zanim nastąpią. Umożliwia to podjęcie odpowiednich decyzji w celu ich uniknięcia. Komparatory mogą wspomóc detekcję wzorców oraz ułatwić utrzymanie tego rodzaju systemów (dodawanie nowych wzorców, etc.)
Systemy rekomendacyjne – to jeden z systemów podejmowania decyzji, który jest w stanie przewidywać preferencje użytkowników o wyborze następnego elementu z dostępnych zasobów. Tego rodzaju rozwiązania są bardzo popularne w e-commerce (sklepy internetowe), jak i w rozrywce (propozycja filmu do obejrzenia). System tej klasy posiadają wspólny cel - wybór najlepszego podzbioru elementów dla bieżącego użytkownika. Wybór zależy od zachowań użytkowników, wcześniejszych działań w krótkim i długim okresie. Wszystkie dane mogą być ważne w podjęciu ostatecznej decyzji. Istnieje wiele sposobów, aby to zrobić. Jednym z nich może być realizacja za pomocą komparatorów obiektów złożonych. Podstawowym założeniem jest wyznaczenie grupowania preferencji, klastra użytkowników lub zasobów. Następnie badane jest wielokrotnie podobieństwo pod względem różnych cech oraz składany jest końcowy wynik.
Systemy moderacyjne – systemy moderacji treści udostępnianych przez systemy (np. portale internetowe, fora, chat'y, etc.). Celem tych rozwiązań jest wykrycie pewnych zdefiniowanych wzorców i zablokowanie ich publikacji lub przekazanie odpowiedniej informacji do odpowiedniej osoby. Rozwiązania oparte o komparatorach bardzo dobrze odnajdują się w tej dziedzinie. W prosty sposób można szybko zbudować rozwiązanie, które będzie łatwe i zrozumiałe dla użytkownika końcowego. Jednym z przykładów gotowych produktów jest DituelModerator.
RMS (Risk Management Systems) - ryzyko jest bardzo złożonym zjawiskiem. System komputerowy stworzony dla celów zarządzania ryzykiem przetwarza obiekty złożone w celu obliczenia wartości ryzyka dla różnych aspektów. Obiektami są procesy, informacje, działania i wiele innych rodzajów elementów, w których znajdują się ryzyka. Zdolność do porównania tych złożonych problemów jest jednym z narzędzi do realizacji w skuteczny sposób tego rodzaju rozwiązań. Jednym z przykładem może być system zarządzania ryzykiem tworzony dla straży pożarnej (ICRA – projekt w całości finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju), który ocenia poziom ryzyka toczącej się akcji ratunkowo - gaśniczej. W zakresie projektu znalazły również zastosowanie komparatory, które służą do identyfikacji potencjalnych ryzyk w trakcie trwania akcji oraz obsługują moduł wyszukiwania podobnych scenariuszy akcji gaśniczych.
Multimedialne bazy danych - systemy bazodanowe zdolne do przechowywania danych multimedialnych takich jak zdjęcia, filmy, muzyka. Bazy takie poza ewidencjonowaniem mają za zadanie przetwarzać, wyszukiwać, agregować informacje o wspomnianych obiektach złożonych w sposób efektywny i akceptowalny dla użytkownika. Systemy te mają dostarczyć narzędzi do komunikacji z użytkownikiem, tak aby zadawane zapytania jak najlepiej wyrażały oczekiwania użytkownika. Dziedzina ta jest bezpośrednim rozszerzeniem klasycznych relacyjnych baz danych (choć nie tylko), gdzie pojęcie obiektu złożonego utożsamiane było bardziej z jego opisem znajdującym się w postaci krotek relacji opisanych pewnymi atrybutami. W przypadku baz multimedialnych metadane o obiektach wzbogacone zostały o same te obiekty (struktury zamknięte), które muszą być przez silniki baz danych porównywane, szeregowane na podobnych zasadach jak dane w standardowych bazach relacyjnych. Komparatory znalazły również zastosowanie tutaj, poprzez budowę hierarchicznych struktur do cech analizy obiektów.
Silniki wyszukiwania - silniki wyszukiwania informacji różnego typu, które w większości przypadków pracują na danych zaszumionych. Zadawane zapytania są niejednokrotnie nieprecyzyjnie oraz niejednoznacznie zakodowane.
Systemy oparte o te silniki optymalizują trafność zwróconych wyników do zadanego zapytania, w celu dostarczenia najbardziej pożądanej informacji dla użytkownika. Obiekty złożone mogą przyjmować tutaj postać różnego rodzaju dokumentów tekstowych indeksowanych przez systemy wyszukiwania (np. strony html), ale również mogą to być obrazy, dźwięki, filmy etc. Obiekty te w zależności od typu są poddawane analizie w celu określenia dodatkowego opisu wynikającego z ich struktury lub zawartości. Przykładem może być analiza histogramowa tekstu, gdzie podstawowym zadaniem jest policzenie rozkładu występowania słów w tekście (z pominięciem słów nieistotnych) i na tej podstawie wnioskowanie przynależności dokumentu do ustalonych grup (kategorii).
Systemy analizy obrazu - wszędzie tam gdzie występuje rozpoznawanie wzorców, systemu oparte na komparatorach mają sens zastosowania. Tak również dzieje się w obszarze analizy obrazu. Detekcja obiektów wymaga identyfikacji i rozpoznawania wielu cech. Sieci komparatorów mogą w tym zakresie być zastosowane do bardzo różnorodnych zadań. Począwszy od rozpoznawania znaków znanego jako OCR, poprzez identyfikację samochodów na podstawie tablic rejestracyjnych jak również klasyfikacji obrazów.
We wszystkich obszarach wymienionych powyżej występuje wspólna potrzeba badania podobieństwa. W przykładach tych nie zostało sprecyzowane, w jaki sposób podobieństwo jest badane. W różnych dziedzinach, systemach i metodach
podobieństwo może być definiowane na różne sposoby. Jednakże w każdym z tych przypadków można myśleć o uniwersalnej metodyce opartej na zastosowaniu komparatorów do porównywania obiektu złożonego ze zbiorem obiektów referencyjnych. Z przytoczonych wcześniej przykładów wynika, iż obiekty złożone są zróżnicowane pod względem typu, zastosowań oraz istotności. Niezależnie jednak od tych różnic, proponowana metodyka zapewnia wspólne podejście do każdego z tych przypadków. Dzięki temu rozwój technik porównawczych udoskonala badanie obiektów na wielu polach eksploatacji jednocześnie.
Jeśli są Państwo zainteresowani tematyką komparatorów lub potrzebujecie tego rodzaju rozwiązań w swojej działaności (systemach informatycznych, firmach, instytucjach) to bardzo prosimy o kontakt poprzez formularz dostępny tutaj. Zajmujemy się zarówno tworzeniem kompletnych systemów dostosowanych do potrzeb indywidualnych klientów wykorzystujących opisane powyżej techniki, jak również integrowaniem pod-modułów dedykowanych do konkretnej funkcjonalności z już istniejącymi systemami zewnętrznymi.
Publikacje opisujące problematykę
Spis publikacji znajduje się tutaj (link).
