模式识别
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蝙蝠的雷达系统、螳螂的视觉的灵敏度都是非常高的。
这些动物通过这些特异的功能来识别各式各样的东西并赖以生存。
识别也是人类的一项基本技能。
当人们看到某事物或现象时,人们会先收集该事物或现象的信息,然后将其与头脑中已有的相关信息相比较,如果找到一个相同或相似的匹配,人们就可以将该事物或现象识别出来。
随着计算机的出现以及人工智能的兴起,将人类的识别技能赋予计算机成为一项新兴课题。
1.模式识别的基本概念1.1 模式与模式识别一般认为,模式是通过对具体的事物进行观测所得到的具有时间与空间分布的信息,模式所属的类别或同一类中的模式的总体称为模式类,其中个别具体的模式往往称为样本。
模式识别就是研究通过计算机自动的(或人为进行少量干预)将待识别的模式分配到各个模式类中的技术。
图 1 模式识别的基本框架模式识别的研究主要集中在两方面,一是研究生物体(包括人)是如何感知对象的,二是在给定的任务下,如何用计算机实现模式识别的理论和方法。
前者是生理学家的研究内容,属于认知科学的范畴;后者通过数学家、信息学专家和计算机科学工作者近几十年的努力,已经取得了系统的研究成果。
1.2 模式识别的特点从模式识别的起源、目的、方法、应用、现状及发展和它同其他领域的关系来考察,可以把他的特点概括的描述如下:(1)模式识别是用机器模仿大脑的识别过程的,设计很大的数据集合,并自动的以高速度作出决策。
(2)模式识别不象纯数学,而是抽象加上实验的一个领域。
它的这个性质常常导致不平凡的和比较有成效的应用,而应用又促进进一步的研究和发展。
由于它和应用的关系密切,应此它又被认为是一门工程学科。
(3)学习(自适应性)是模式识别的一个重要的过程和标志。
但是,编制学习程序比较困难,而有效地消除这种程序中的错误更难,因为这种程序是有智能的。
(4)同人的能力相比,现有模式识别的能力仍然是相当薄弱的(对图案和颜色的识别除外),机器通常不能对付大多数困难问题。
采用交互识别法可以在较大程度上克服这一困难,当机器不能做出一个可靠的决策时,它可以求助于操作人。
1、什么叫模式?什么叫模式识别?
模式主要有两重含义,一是代表事物(个体或一组事物)的模板或原型,二是表征事物特点的特征或性状的组合。
识别就是把对象分门别类地认出来。
识别就是再认知的过程。
模式识别就是对模式的区分和认识,把对象根据其特征归到若干类别中适当的一类。
2、模式识别的主要方法?
模板匹配:首先对每个类别建立一个或多个模版
输入样本和数据库中每个类别的模版进行比较,求相关或距离
根据相关性或距离大小进行决策
优点:直接、简单
缺点:适应性差
形变模版
统计方法:根据训练样本,建立决策边界(decision boundary)
统计决策理论——根据每一类总体的概率分布决定决策边界
判别式分析方法——给出带参数的决策边界,根据某种准则,由训练样本决定“最
优”的参数
句法方法:许多复杂的模式可以分解为简单的子模式,这些子模式组成所谓“基元”
每个模式都可以由基元根据一定的关系来组成
基元可以认为是语言中的词语,每个模式都可以认为是一个句子,关系可以认
为是语法
模式的相似性由句子的相似性来决定
优点:适合结构性强的模式
缺点:抗噪声能力差,计算复杂度高
神经网络:进行大规模并行计算的数学模型
具有学习、推广、自适应、容错、分布表达和计算的能力
优点:可以有效的解决一些复杂的非线性问题
缺点:缺少有效的学习理论
3、监督模式识别与非监督模式识别的区别?。
什么是模式识别,它可以用来做什么
模式识别是一种计算机科学领域的分支,其目标是用于从输入数据中识别出规律和模式。
它主要包含对对象特征的分类,图像和语音识别,优化,生成,聚类分析,学习行为建模等内容。
这种方法可以用来有效地处理和提取大量信息,并可以根据需求进行定制化开发。
模式识别可以用来做些什么?它在各个领域都有其不可替代的作用:
1、机器视觉:模式识别可以用来识别和分析图像,实现自动
目标识别,例如车辆、行人以及其他物体的识别;
2、生物信息学:模式识别可以用来实现基因分析,以更好地
理解基因的行为;
3、机器学习:模式识别可以用来实现模型建模,以更好地理
解复杂的输入数据;
4、文本挖掘:模式识别可以用来实现文本分类,以更快更准
确地判断文本所属类别;
5、语音识别:模式识别可以用来实现语音识别,把人类的语
音转换成机器可以理解的信息,更加有效地进行信息处理。
总之,模式识别是基于计算机的有效工具,它能够处理大量的
输入数据,从而有效识别出规律和模式,在各个领域都能发挥重要作用,以此来实现人工智能应用的更好发展。
模式识别模式识别(Pattern Recognition)是指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的和逻辑关系的)信息进行处理和分析,以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程,是信息科学和人工智能的重要组成部分。
模式识别又常称作模式分类,从处理问题的性质和解决问题的方法等角度,模式识别分为有监督的分类(Supervised Classification)和无监督的分类(Unsupervised Classification)两种定义1:借助计算机,就人类对外部世界某一特定环境中的客体、过程和现象的识别功能(包括视觉、听觉、触觉、判断等)进行自动模拟的科学技术。
所属学科:测绘学(一级学科);摄影测量与遥感学(二级学科)定义2:一类与计算机技术结合使用数据分类及空间结构识别方法的统称。
所属学科:地理学(一级学科);数量地理学(二级学科)定义3:昆虫将目标作为一幅完整图像来记忆和识别。
所属学科:昆虫学(一级学科);昆虫生理与生化(二级学科)定义4:主要指膜式识别受体对病原体相关分子模式的识别。
所属学科:免疫学(一级学科);概论(二级学科);免疫学相关名词(三级学科)模式识别研究内容:模式还可分成抽象的和具体的两种形式。
前者如意识、思想、议论等,属于概念识别研究的范畴,是人工智能的另一研究分支。
我们所指的模式识别主要是对语音波形、地震波、心电图、脑电图、图片、照片、文字、符号、生物传感器等对象的具体模式进行辨识和分类。
模式识别研究主要集中在两方面,一是研究生物体(包括人)是如何感知对象的,属于认识科学的范畴,二是在给定的任务下,如何用计算机实现模式识别的理论和方法。
前者是生理学家、心理学家、生物学家和神经生理学家的研究内容,后者通过数学家、信息学专家和计算机科学工作者近几十年来的努力,已经取得了系统的研究成果。
应用计算机对一组事件或过程进行辨识和分类,所识别的事件或过程可以是文字、声音、图像等具体对象,也可以是状态、程度等抽象对象。
什么是模式识别?它的特点有哪些?1. 引言模式识别是一种重要的信息处理技术,它在各个领域中得到广泛的应用。
本文将介绍模式识别的定义以及其特点,帮助读者更好地理解和应用这一技术。
2. 模式识别的定义模式识别是指从输入的数据中自动提取出一些规律和规则,将其归类或者进行识别的过程。
这些规律和规则可以是特征、模型、概念或者其他形式的表示。
模式识别不仅可以应用于图像、声音等传统领域,也可以应用于文本、时间序列等非传统领域。
3. 模式识别的特点3.1 自动化模式识别是一种自动化的过程,不需要人工干预。
它能够从大量的数据中自动提取出有用的信息,极大地提高了处理效率。
3.2 非确定性模式识别通常面临着非确定性的问题,即相同的模式在不同的环境和条件下可能会有不同的表现。
因此,模式识别的结果可能是不确定的,需要采用概率模型或者其他技术来进行处理。
3.3 多样性模式识别的模式和规律具有多样性。
一个模式可以有多种表现形式,而一个规律也可以从不同的角度进行描述。
因此,模式识别需要考虑到多样性,从多个角度对数据进行分析和处理。
3.4 鲁棒性模式识别需要具备一定的鲁棒性,即能够在面对噪声、失真等干扰时仍然能够准确地进行识别。
为了提高鲁棒性,可以采用特征选择、数据归一化等预处理方法。
3.5 可解释性模式识别的结果应该是可解释的,即能够被人理解和接受。
一个好的模式识别算法不仅要具备高的准确率,还需要能够解释为什么选择了这个结果。
3.6 学习能力模式识别系统应该具备学习能力,能够通过观察和分析数据,自动调整模型或者规则,从而提高准确率和鲁棒性。
通过学习,模式识别系统可以不断改进自身,适应不断变化的环境和数据。
4. 模式识别的应用模式识别在各个领域中都得到了广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景:•图像识别:利用模式识别技术,可以实现人脸识别、车牌识别等任务。
•语音识别:模式识别可以用于语音识别、声纹识别等领域。
•文本分类:可以将文本数据进行分类,例如进行垃圾邮件过滤、情感分析等。