模式识别基础电子教案V002课件

1、 模式识别基础李红军1 产生与发展模式识别(Pattern Recognition)诞生于20世纪20年代，随着40年代计算机的出现，50年代人工智能的兴起，模式识别在60年代初发展成一门学科. 它是人工智能(Artificial Intelligence)系统的不可缺的组成部分模式识别简史1929年 G. Tauschek发明阅读机 ，能够阅读0-9的数字。30年代 Fisher提出统计分类理论，奠定了统计模式识别的基础。50年代 Noam Chemsky 提出形式语言理论傅京荪 提出句法结构模式识别。60年代 L.A.Zadeh提出了模糊集理论，模糊模式识别方法得以发展和应用。80年代以H

2、opfield网、BP网为代表的神经网络模型导致人工神经元网络复活，并在模式识别得到较广泛的应用。90年代小样本学习理论，支持向量机也受到了很大的重视。2 什么是模式和模式识别？ 广义地说，存在于时间和空间中可观察的事物，如果可以区别它们是否相同或相似，都可以称之为模式；狭义地说，模式是通过对具体的个别事物进行观测所得到的具有时间和空间分布的信息；把模式所属的类别或同一类中模式的总体称为模式类（或简称为类）。而“模式识别”则是在某些一定量度或观测基础上把待识别的模式划分到各自的模式类中去 3 模式识别的方法传统的模式识别方法有：（1）统计模式识别：随机数组或随机向量，在多维空间中表示一个点.分

3、类问题把几何空间划分成某些子空间，同一子空间内的点作为一类.（2）结构（句法）模式识别: 利用模式与子模式分层结构的树状信息所完成的模式识别工作，就是结构模式识别或句法模式识别。新发展的两种模式识别方法：（3）模糊模式识别（4）人工神经网络模式识别 4 模式识别的应用（举例）生物学自动细胞学、染色体特性研究、遗传研究天文学天文望远镜图像分析、自动光谱学经济学股票交易预测、企业行为分析医学心电图分析、脑电图分析、医学图像分析模式识别的应用（举例）工程产品缺陷检测、特征识别、语音识别、自动导航系统、污染分析军事航空摄像分析、雷达和声纳信号检测和分类、自动目标识别安全指纹识别、人脸识别、监视和报警系

4、统6 文本识别1966 IBM公司的Casey和Nagy首次发表汉字识别文章概念与记号建立字母表，字符串s：由字母表中的字符组成的有限的序列；字符串的长度：子字符串：n:长度为n的所有有限字符串的集合；所有字符串：模式识别效果评价误识率 ; 信息熵7图像识别图像的存储与读取165158139136176170155146171167164164153155157156300300(200:204) (200:204)图像的预处理方法几何操作、 邻域和区域操作、图像变换、 图像恢复与增强、线性滤波和滤波器设计、 变换(变换等)、图像分析和统计、 二值图像操作 应用字符识别 汉字的识别识别过程数据

5、获取：架设一个摄像机，采集一些样本图像，获取样本数据预处理：去噪声，用一个分割操作把鱼和鱼之间以及鱼和背景之间分开识别过程特征提取和选择：对单个鱼的信息进行特征选择，从而通过测量某些特征来减少信息量长度亮度宽度鱼翅的数量和形状嘴的位置，等等 分类决策：把特征送入决策分类器模式分类器的获取和评测过程数据采集特征选取模型选择训练和测试计算结果和复杂度分析，反馈训练和测试训练集：是一个已知样本集，在监督学习方法中，用它来开发出模式分类器。测试集：在设计识别和分类系统时没有用过的独立样本集。系统评价原则：为了更好地对模式识别系统性能进行评价，必须使用一组独立于训练集的测试集对系统进行测试。实例：统计模式识别19名男女同学进行体检，测量了身高和体重，但事后发现其中有4人忘记填写性别，试问（在最小错误的条件下）这4人是男是女？体检数值如下：实例：统计模式识别（续）由训练样本得到的特征空间分布图实例：统计模式识别（续）从图中训练样本的分布情况，找出男、女两类特征各自的