۲-۲-۲- اجزای یک سیستم خبره
اجزای اصلی یک سیستم خبره برای نمونه در (تصویر۲-۴) ارائه شده است. «پایگاه دانش^[۴]» محلی است که دانش خبره به صورت کد گذاری شده و قابل فهم برای سیستم ذخیره می شود. به کسی که دانش خبره را به صورت کد گذاری شده در می آورد و به شکل عبارات شرطی و قواعد وارد پایگاه دانش می کند، مهندس دانش گفته می شود. «امکانات اکتساب دانش» یکی دیگر از اجزای سیستم خبره می باشد. اکتساب دانش شامل تمام مراحلی است که طی آن دانش به فرم قابل استفاده در یک سیستم خبره تبدیل می گردد. اولین وظیفه مهندس دانش آشنایی با محدوده کاربردی موردنظر و درک مفاهیم پایه ای و فرضیه ای می باشد. این اطلاعات اغلب در کتاب ها، مراجع، مستندات و جز اینها یافت می شوند. اما از آنجایی که این منابع دانش به سرعت کهنه می شوند و به مصاحبه با افراد متخصص نیاز می باشد. از دیگر تکنیک های کسب دانش می‌توان به؛ مشاهده، مطالعات موردی، تحلیل پروتکل، نقش بازی، شبکه فهرست و جز اینها اشاره کرد. «موتور استنتاج^[۵] » برنامه ای است که قواعد و دانش انباشته شده در پایگاه دانش را تحلیل کرده و به نتیجه گیری منطقی راه می یابد. موتور استنتاج در حقیقت ستون فقرات یک سیستم خبره است زیرا شامل تکنیک هایی است که سیستم خبره توسط آن مسائل را حل می کند. همان طور که قبلاَ ذکر شد در سیستم های مبتنی بر قانون، موتور استنتاج به این صورت کار می کند که یک قانون را برای تست انتخاب می کند و بررسی می کند آیا شرایط این قانون صحیح هستند یا خیر. این شرایط ممکن است از طریق سوال از کاربر بررسی شود و یا ممکن است از واقعیت هایی ناشی شود که در طول مصاحبه به دست آمده اند. وقتی شرایط مربوط به یک قانون صحیح باشند، آنگاه نتیجه آن قانون نیز درست خواهد بود. پس این قانون فعال شده و نتیجه آن به پایگاه دانش افزوده می شود. همچنین ممکن است این نتیجه به عنوان اطلاعات در واسط کاربر نمایش داده شود. دو نوع موتور استنتاج در سیستم های مبتنی بر قانون استفاده می شود: استنتاج پیشرو و استنتاج پسرو. روش استنتاج پیشرو از واقعیات یا حقایق، شروع به استدلال می کند تا به نتایجی برسد. استنتاج پسرو با روشی معکوس استدلال می کند به این ترتیب که سعی دارد از فرضیه یعنی یک نتیجه ی بالقوه که باید ثابت شود به واقعیات یا حقایقی که پشتیبان این فرضیه هستند برسد. انتخاب موتور استنتاج بستگی به نوع مساله دارد. در مسایل تشخیصی بهتر است با روش پسرو کار کنیم در حالی که در مسایل پیش بینی، نظارت و کنترل، بهتر است از روش پیشرو استفاده کنیم. «امکانات توضیح^[۶]» استفاده از یک زبان قابل فهم برای کاربر برای نشان دادن مراحل نتیجه گیری سیستم خبره برای یک مساله و یا واقعیت خاص به کار می رود. این امکانات این فایده را دارد که کاربر با دیدن مراحل استنتاج اطمینان بیشتری به تصمیم گرفته شده توسط سیستم خواهد داشت. و خبره ای که دانش او وارد پایگاه دانش شده است اطمینان حاصل خواهد کرد که دانش او به صورت صحیح وارد پایگاه دانش شده است. «واسط کاربر» یک سیستم خبره، طبیعتاً باید از قدرت تبادلی بالایی برخوردار باشد تا ساختار تبادل اطلاعات به شکل گفتگوی یک متقاضی و انسان خبره صورت گیرد. واسط کاربر سیستم خبره کاربر را قادر می سازد تا به سوالات پاسخ دهد.

تصویر۲-۴- اجزای اصلی یک سیستم خبره
ماخذ:( Goodarz, 2009:70)
۲-۲-۳- ابزارهای ساخت سامانه خبره
«اﺻﻄﻼح اﺑﺰار ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺧﺒﺮه، ﻧﺮم اﻓـﺰاری را ﺗﻮﺻﻴﻒ ﻣﻲﻛﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺮای ﺳﺎﺧﺖ ﻳﻚ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺧﺒﺮه ﺑﻪ ﻛﺎر ﻣﻲ رود. اﺻﻠﻲ ﺗﺮﻳﻦ اﺑﺰارﻫﺎی ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪﻫﺎی ﺧﺒﺮه ﺑﻪ ﺻﻮرت ذﻳﻞ دﺳﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ۱)زﺑﺎن ﻫﺎی ﺑﺮﻧﺎﻣﻪﻧﻮﻳﺴﻲ؛ ۲) ﭘﻮﺳﺘﻪﻫﺎی ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺧﺒﺮه؛۳) ﺟﻌﺒﻪﻫﺎی اﺑﺰار ﻫﻮش ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ.
زﺑﺎنﻫﺎی ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻧﻮﻳﺴﻲ ﻛﻪ ﺑﺮای ﺗﻮﺳﻌﻪ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻫﺎی ﺧﺒﺮه ﺑـﻪ ﻛـﺎر ﻣﻲروﻧﺪ ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ زﺑﺎن ﻫﺎی ﻗﺮاردادی و زﺑـﺎن ﻫـﺎی ﻫـﻮش ﻣـﺼﻨﻮﻋﻲ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. از زﺑﺎن ﻫﺎی ﻗﺮاردادی ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ Smalltalk ،ﻛﻮﺑﻮل، وﻳﮋوال ﺑﻴﺴﻴﻚ، C++ ،C ، C#، ﻓﺮﺗﺮن و جز اینها اﺷﺎره ﻛﺮد. راﻳﺞﺗﺮﻳﻦ زﺑﺎن‌ﻫﺎی ﻫﻮش ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ ﻧﻴﺰ ﻟﻴﺴﭗ و ﭘﺮوﻟﻮگ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﭘﻮﺳﺘﻪ ﻫﺎ، ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﻫﺎی ﺧﺒﺮه ای ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺧﺎﻟﻲ از ﻗﻮاﻋﺪ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ و ﻛﺎرﺑﺮ ﻓﻘﻂ ﺑﺎﻳﺪ ﭘﺎﻳﮕﺎه داﻧﺶ آﻧﻬﺎ را ﺗﻬﻴﻪ ﻧﻤﺎﻳﺪ. اﻳﻦ ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑـﺮای ﻫﺮ ﻛﺎرﺑﺮد ﺟﺪﻳﺪ ﻻزم ﻧﻴﺴﺖ ﻛﻪ ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺧﺒﺮه را از اﺑﺘﺪا ﺳﺎﺧﺖ. از ﭘﻮﺳﺘﻪ ﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﻋﻤﻮﻣﺎً در دﺳﺘﺮس ﻫـﺴﺘﻨﺪ ﻣـﻲ ﺗـﻮان ﺑـﻪ VP-Expert ،Crystal و Clips اﺷﺎره ﻛﺮد. ﺟﻌﺒﻪﻫﺎی اﺑﺰار ﻫﻮش ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ ﻳﺎ از دﻳﮕﺮ اﺑﺰارﻫﺎی ﭘﻴﺸﺮﻓﺘﻪ ﺑﺮای ﺳﺎﻣﺎﻧﻪﻫﺎی ﺧﺒﺮه ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ محیط آنها ﻧﻮﻋﺎً ﺷﺎﻣﻞ ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻛﺪ ﺑﺮای ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ای از ﻛﺎرﻫﺎی ﺳﺎﻣﺎﻧﻪ ﺧﺒﺮه ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ. اﻳﻦ اﺑﺰارﻫﺎ ﭘﻴﺸﺮﻓﺘﻪ ﺗﺮ از ﭘﻮﺳﺘﻪﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ اﻣﺎ ﺑـﻪ دﻟﻴﻞ ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻲ آﻧﻬﺎ ﺑﻴﺸﺘﺮ از زﺑﺎن ﻫﺎی ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ ﻧﻮﻳﺴﻲ و ﭘﻮﺳﺘﻪ ﺑﻪ ﻣﻬﺎرت ﻧﻴﺎز دارﻧﺪ. راﻳﺞ‌ﺗﺮﻳﻦ ﺟﻌﺒﻪﻫﺎی اﺑﺰار ﻫﻮش ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ “ART-IM” و “۵Object Level” ﻫﺴﺘﻨﺪ»(گودرز و همکاران،۴۷:۱۳۸۹).
۲-۳- فیزیک رنگ
نور در حقیقت گونه ای از انرژی است. نور قسمتی از طیف الکترومغناطیسی است که با چشم انسان قابل دیدن است. چشم انسان می تواند نور طول موج های بین ۴٠٠ و ٧٠٠ میلی میکرون را درک کند(Xin,J.2006:7-8). امواج نورانی به طور فیزیکی رنگی نیستند بلکه رنگ ها در سیستم دیداری انسان شکل می گیرند. رنگ دریافت شده با طول موج یا فرکانس موج تعیین می شود. رنگ های طیف که با چشم انسان قابل دیدن هستند شامل: بنفش، آبی، فیروزه ای، سبز، زرد، پرتقالی و قرمز هستند. ارتباط بین طول موج ها و رنگ ها بصورت زیر هستند (تصویر ۲-۵).
تصویر۲-۵ - نور مرئی درطیف الکترومغناطیسی
انرژی یک موج الکترومغناطیسی زمانی که در تمام باند مرئی، برابر باشد، ما سفید تشخیص می دهیم، و هنگامی که هیچ انرژی در طول باند مرئی موجود نباشد، ما سیاه می بینیم.
در ١۶٧۶ ، نیوتن نشان داد که اشعه نور سفید می تواند توسط یک منشور اپتیکی شکسته شود تا یک باند چند رنگی لایه به عنوان طیف نور سفید نشان دهد(تصویر ۲-۶).
تصویر۲-۶ - عبور نور سفید از منشور و ایجاد طیف رنگی
۲-۳-۱- بازنمایی رنگ
دانستن تئوری رنگ و دانش آن جهت درک اندازه گیری رنگ کمک می کند و فهم چگونگی نمایش رنگ های متفاوت دربرنامه های پردازش تصویر را آسان تر می کند. خواص رنگ به طور ریاضی می تواند توسط سیستم ها یا بازنمایی های متعددی تعریف شود.
یک سیستم رنگی خوب باید سه خصوصیت داشته باشد. اول آنکه برای نمایش رنگ ها تمام مواد به طور استاندارد تهیه شوند، دوم آنکه تمام رنگ ها باید به طور پیوسته و مرتب کد گذاری شوند و سوم آنکه فواصل گام رنگ ها باید یکسان باشد. پنج سیستم رنگی که در این پروژه از آنها به دلیل اعتبار، معمول بودن و تبدیل سیستم ها به یکدیگراز آنها استفاده شده، شامل موارد ذیل می باشد:
۱) سیستم HSB
سیستم HSB براساس ادراک انسان از رنگ پایه ریزی شده است. در سیستم HSB تمام‌رنگی براساس سه مشخصه اساسی توصیف می شوند.
نما (Hue): فضای رنگ را توصیف می کند، مانند قرمز، پرتقالی یا سبزبودن آن که بوسیله طول موج نور بازگشتی از جسم یا عبوری از آن تعیین می شود. نما به عنوان اندازه گیری از مکان روی دایره رنگهای استاندارد در زوایای بین ٠ تا ٣۶٠ درجه، بیان می شود.
اشباع (Saturation): قدرت یا خلوص یک رنگ را اندازه گیری می کند. اشباع مقدار خاکستری بودن را برحسب نسبت های نما بیان می کند وبه صورت درصدی از صفر درصد (خاکستری ) تا صد درصد (کا ملاً اشباع شده یا خالص) اندازه گیری می شود.
روشنایی (Brightness): روشنی یا تیرگی نسبی رنگ می باشد و معمولاً به صورت درصد از صفر (سیاه)تا ١٠٠ ( سفید) اندازه گیری می شود. روشنایی معمولاً به شدت نور (Intensity) نیز تعبیر می شود، بنابراین مدل (HSB) ، مدلHIS نیز نامیده می شود.
۲) سیستم RGB
سیستم RGB برای توصیف رنگ ها استفاده می شودکه به منابع نور روشن کننده مربوط است. این رنگ ها از قانون سیستم های افزایشی^[۷] پیروی می کند. سیستم RGB با سه پرتو قرمز، سبز و آبی، که رنگ های اصلی در این سیستم اند، معرفی می شود. در این سیستم هر یک از نورهای اصلی به صورت یک متغیر داده پذیر به کار گرفته می شوند. در این سیستم اگر هر سه متغیر به حداکثر برسند نور سفید به دست خواهد آمد و اگر هر سه متغیر در حداقل قرار گیرند، رنگ سیاه که نبود نور است ایجاد می شود.
۳) سیستم CMYK
درحالی که سیستم RGB برای توصیف رنگهای افزایشی به کار می رود. سیستم CMYK نیز برای توصیف رنگهای کاهشی استفاده می شود. CMYK سیستمی است که اُگدِن رود^[۸] آن را ارائه نمود. او دریافت که رنگ ها دارای ویژگی های هم جواری هستند، یعنی با کنار هم قرار دادن نقاط کوچکِ رنگ های مختلف می توان ترکیب های رنگی دیگری به غیر از همان رنگ ها ایجاد کرد. چرا که چشم انسان دارای خطاهایی است که در نتیجه آن در فاصله ای مشخص رنگ ها را به صورت ترکیب شده می بیند. این رنگ ها به یک منبع نور برای تولید رنگ احتیاج دارند. سیستم CMYK براساس کیفیت جذب جوهر چاپ شده روی کاغذ، پایه ریزی شد. هنگامی که نور سفید به جوهر مات برخورد می کرد، قسمتی از طیف جذب می شد. رنگ هایی که جذب نمی‌شوند در چشم منعکس می شوند. اکنون نیز اساس فرایند چاپ رنگی بر پایه نظر اگدن رود استواراست. به طوری که در تئوری، فیروزه ای و ارغوانی خالص و رنگ دانه های زرد باید ترکیب شوند تا تمام رنگ را جذب کرده و رنگ سیاه را بوجود آورند. از آنجایی که تمام جوهرهای چاپی ناخالصی دارند، ترکیب این سه رنگ با یکدیگر رنگ قهوه ای تیره بوجود می آورد که باید با جوهر سیاه مخلوط شود تا رنگ سیاه واقعی را بوجود آورد. در چاپ رنگی، سه مرکب فیروزه ای©، ارغوانی(M)، زرد (Y)، معمولاً با هم جواری قادرند بسیاری از رنگ ها را بازنمایی کنند(Xin,J.2006:167)، اما برای ایجاد کنتراست از مرکب سیاه (K) نیز استفاده می شود. به همین دلیل این سیستم رنگی CMYK نامیده می شود. انتخاب حرف k برای مرکب سیاه به دو دلیل انجام گرفته است. اول آن که با حروف رنگ آبی در سیستم RGB اشتباه گرفته نشود زیرا ممکن است B به آبی تعبیر شود. دوم آن که حرف k عنصر پتاسیم را نشان می دهد که ماده اصلی مرکب سیاه است و در جدول عناصر نیز هست.
۴)سیستم XYZ
در سال ١٩۳۱، CIEاقدام به معرفی یک مجموعه رنگ پایه ی جدید به نام XYZ برای برطرف کردن مشکلات فضای رنگ RGB نمود. مشکل فضای رنگ قبلی در این بود که برای مشاهده گرهای مختلف نظیر انسان ها، سنسورها و … تعریف واحدی برای دریافت اطلاعات رنگی موجود نبود. یعنی در فضای RGB ، مشخصات رنگی نیمه شهودی و وابسته به وسایل اندازه‌گیری است. در این فضای رنگ پایه ی جدید، اجزای رنگ های پایه رنگ های واقعی نیستند. میزان درخشندگی رنگ در این فضا برخلاف فضای قبل فقط به یک پارامتر(Y) بستگی دارد و بقیه پارامترها، ویژگی های رنگی را پوشش می دهند.
۵) سیستم L*a*b*
سیستمL*a*b* براساس مدل رنگ پایه بوسیله کمیسیون بین المللی (CIE^[9])d’Eclairoge در سال ١٩٣١ به عنوان استاندارد بین المللی برای اندازه گیری رنگ مطرح شد. در ١٩٧۶ ، این سیستم اصلاح شده CIE L*a*b* نامیده شد(Xin,J.2006:58). مدل رنگی L*a*b* مرکب از جزء روشنایی (مقدار L که دامنه ای از صفر تا ۱۰۰ دارد ) و دو جزء رنگی (دامنه ای از ۱۲۰ - تا ۱۲۰‌+) شامل جزء a (دارای طیف رنگی سبز تا قرمز ) و جزء b (دارای طیف رنگی آبی تا زرد) می‌باشد (Yam,2004 :138).
سیستم CIE 1976 L*a*b* بر پایه فضای رنگ CIE 1931 XYZ استوار شده است تا به کمک آن قابلیت درک رنگ‌های متفاوت به صورت خطی حاصل گردد‌. این سیستم بازنمایی کننده تمام رنگ هایی است که انسان می تواند ببیند. در حقیقت این سیستم براساس نظریه های مشهور رنگ بینی انسان ایجاد شده است(تصویر۲-۷).
تصویر۲-۷ - سیستم رنگ CIE
۲-۳-۲- منابع نوری
برای گرفتن مشاهده رنگ ها و عکاسی، داشتن منبع نوری مناسب خیلی مهم می باشد. زیرا قسمتی از رنگ الیاف در منسوج بستگی به طیف بازتابیده شده از آن دارد. از این رو قدرت پخش طیف نوری می بایستی استاندارد باشد. استاندارد های متعدد نور را بر اساس اصول حس کردن رنگ توسط چشمان انسان، تعیین کرده است. استاندارد منبع نوری متداول در صنعت نساجی D₆₅، A، TL84و نور ماوراء بنفش می باشد. منبع نوری C، D₆₅و D به عنوان تقلیدی از نور های مختلف روز در نظر گرفته شده اند(Yam,2004 :138).
۲-۳-۳-تبدیل سیستم های رنگی
برای حرکت از یک فضای رنگی به سمت فضای رنگی دیگر فرمول هایی وجود دارد. در این پروژه نیز از تبدیل سیستم های رنگی برای نمایش مولفه های رنگی استفاده شده است. از تبدیل سیستم RGB به L*a*b* و بالعکس و استفاده از سیستم XYZ به عنوان واسط در فرمول کمک گرفته شده است. (جدول ۲-۴) نمایاننده این فرمول ها می باشد. به طوری که می توان برای تبدیل سیستم رنگی RGB به CIE L*a*b* و یا بالعکس؛ مولفه رنگی در سیستم RGB در ابتدا به مدل CIE XYZ و سپس به مدل CIE L*a*b* و یا بالعکس تبدیل می شوند.
جدول۲-۴- فرمول تبدیل سیستم های رنگی
ماخذ: (http://www.cs.rit.edu)