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模式识别的主要方法及其应用

模式识别的主要方法及其应用
模式识别的主要方法及其应用

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电脑知识与技术

DIANNAO ZHISHI YU JISHU

百家论坛

模式识别的主要方法及其应用

杨合超 宋海歌 周雪梅

(河南理工大学计算机科学与技术学院 焦作 454000)

[摘 要] 模式识别技术现在已经在各个领域得到广泛应用。本文对其理论基础与应用作了详细介绍与阐述。介绍了模式识别的基本概念、主要方法、模式识别的应用及其发展趋势。

[关键词] 模式识别;应用;发展趋势

模式识别是人类的一项基本智能, 日常生活中, 人们经常在进行“模式识别”。随着20世纪40 年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起, 人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。模式识别在20世纪60年代初迅速发展并成为一门新学科。识别也是人类的一项基本技能。随着计算机出现以及人工智能兴起,将人类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

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(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[3]

图一: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。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。

2.模式识别的主要方法

模式识别方法大致可以分为4类:统计决策法、结构模式识别方法、模糊模式识别方法与基于人工智能方法。其中基于人工智能的方法本文主要介绍人工神经网络模式识别方法。前两种方法发展得比较早,理论相对也比较成熟,在早期的模式识别中应用较多。后两种方法目前的应用较多,由于模糊方法更合乎逻辑、神经网络方法具有较强的解决复杂模式识别能力,因此日益得到人们重视。

2.1 统计决策法

统计决策法以概率论和数理统计为基础,它包括参数方法和非参数方法。

参数方法主要以Bayes决策准则为指导。其中最小错误率和最小风险贝叶斯决策是最常用的两种决策方法。假定特征对于给定类的影响独立于其他特征,在决策分类的类别N已知与各类别的先验概率及类条件概率密度已知的情况下,对于一特征矢量X根据公式计算待检模式在各类中发生的后验概率,后验概率最大的类别即为该模式所属类别。在这样的条件下,模式识别问题转化为一个后验概率的计算问题。

在贝叶斯决策基础上,根据各种错误决策造成损失不同,人们提出基于贝叶斯风险的决策,即计算给定特征矢量X在各种决策中的条件风险大小,找出其中风险最小的决策。

参数估计方法的理论基础是样本数目趋近于无穷大时的渐进理论。在样本数目很大时,参数估计结果才趋近于真实的模型。然而实

际样本数目总是有限的,很难满足这一要求。另外参数估计的另一个前提条件是特征独立性,这一点有时和实际差别较大。

2.2 结构模式识别

结构模式识别是利用模式的结构描述与句法描述之间的相似性对模式进行分类。每个模式由它的各个子部分(称为子模式或模式基元)的组合来表示。对模式的识别常以句法分析的方式进行,即依据给定的一组句法规则来剖析模式的结构。当模式中每一个基元被辨认后,识别过程就可通过执行语法分析来实现。选择合适的基元是结构模式识别的关键。

结构模式识别主要用于文字识别、遥感图形的识别与分析、纹理图像的分析中。该方法的特点是识别方便,能够反映模式的结构特征,能描述模式的性质,对图像畸变的抗干扰能力较强。

2.3 模糊模式识别

模糊模式识别方法是利用模糊数学中的概念、原理与方法解决分类识别问题. 这里有很多与普通聚类算法“平行”的方法,它们之间存在某种程度的借鉴和相似,但又有很大的不同,两者之间根本性的不同是概念的不同:模糊模式识别是将待识别类、对象作为模糊集或其元素,然后对这些模糊集或元素进行分类;普通聚类算法是根据事物间的不同特征、亲疏程度和相似性等关系,直接对它们进行分类. 因此,设计人员应根据实际问题进行特征提取或特征变换(将原来普通意义上的特征值变为模糊特征) ,建立模糊集的隶属度函数,或建立元素之间的模糊相似关系,并确定这个关系的隶属度函数(相关程度) ,然后运用相关的模糊数学的原理方法进行分类识别。同一般的模式识别方法相比较,模糊模式识别具有客体信息表达更加合理,信息利用充分,各种算法简单灵巧,识别稳定性好,推理能力强的特点。

2.4 人工神经网络模式识别

早在20世纪50年代,研究人员就开始模拟动物神经系统的某些功能,他们采用软件或硬件的办法,建立了许多以大量处理单元为结点,处理单元间实现互联的拓扑网络,进行模拟,称之为人工神经网络。这种方法可以看作是对原始特征空间进行非线性变换,产生一个新的样本空间,使得变换后的特征线性可分。同传统统计方法相比,其分类器是与概率分布无关的。

人工神经网络的主要特点在于其具有信息处理的并行性、自组织和自适应性、具有很强的学习能力和联想功能以及容错性能等,在解决一些复杂的模式识别问题中显示出其独特的优势。

人工神经网络是一种复杂的非线性映射方法,其物理意义比较难解释,在理论上还存在一系列亟待解决的问题。在算法复杂度方面,神经网络计算复杂度大,在特征维数比较高时,样本训练时间比较长;在算法稳定性方面,学习过程中容易陷入局部极小,并且存在欠学习与过学习的现象范化能力不容易控制。这些也是制约人工神经网络进一步发展的关键问题。

3. 模式识别的应用

经过多年的研究和发展,模式识别技术已广泛应用于人工智能、

The main methods and applications of Pattern recognition

Yang He-chao, Song Hai-ge, Zhou Xue-mei

(College of Computer Science&Technology, Henan Polytechnic University, JiaoZuo 454000)

Abstract: Pattern recognition technology has been widely used in various

? elds. In this paper, we elaborate upon its theoretical basis and applications ? rstly. Then we introduce the basic concepts of pattern recognition, the main methods and applications of pattern recognition and its development trend.Key words: Pattern recognition; Application; Trend of development

电脑知识与技术DIANNAO ZHISHI YU JISHU

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计算机工程、机器学、神经生物学、医学、侦探学以及高能物理、考古学、地质勘探、宇航科学和武器技术等许多重要领域,如语音识别、语音翻译、人脸识别、指纹识别、手写体字符的识别、工业故障检测、精确制导等。模式识别技术的快速发展和应用大大促进了国民经济建设和国防科技现代化。

3.1 字符识别

字符识别是模式识别理论的一个重要应用领域,是实现智能人机接口的重要途径;近几十年来得到广泛的研究。根据输入的字符信号的形式,字符识别可分为联机字符识别和脱机字符识别。目前联机字符识别和脱机印刷体字符识别已达到较高的应用水平。

字符识别处理的信息可分为两大类:一类是文字信息,处理的主要是用各国家、各民族的文字(如:汉字、英文等)书写或印刷的文本信息,目前在印刷体和联机手写方面技术已趋向成熟,并推出了很多应用系;另一类是数据信息,主要是由阿拉伯数字及少量特殊符号组成的各种编号和统计数据,如:邮政编码、统计报表、财务报表、银行票据等等,处理这类信息的核心技术是手写数字识别。

3.2 语音识别

语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。语音识别技术所涉及的领域包括:信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等等。近年来,在生物识别技术领域中,声纹识别技术以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目,并日益成为人们日常生活和工作中重要且普及的安全验证方式。而且利用基因算法训练连续隐马尔柯夫模型的语音识别方法现已成为语音识别的主流技术。该方法在语音识别时识别速度较快,也有较高的识别率。

3.3 指纹识别

每个人(包括指纹在内)皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,也就是说,是唯一的,并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性,我们就可以把一个人同他的指纹对应起来,通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较,就可以验证他的真实身份。这就是指纹识别技术。

指纹识别技术是通过计算机实现的身份识别手段,也是当今应用最为广泛的生物特征识别技术。在过去主要应用于刑侦系统。近几年来已逐渐走向民用市场。同时,民用市场也对指纹识别技术提出了具有小型化、廉价的指纹采集设备,高速计算平台,更高的识别准确率的要求,以满足各种不同应用的需求。

3.4 细胞识别

细胞识别是指细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞、以及对自己和异己分子的认识。细胞识别是最近在识别技术中比较热门的一个话题。以前,对疾病的诊断仅仅通过表面现象,经验在诊断中起到了主导作用,错判率始终占有一定的比例;而今,通过对显微细胞图像的研究和分析来诊断疾病,不仅可以了解疾病的病因、研究医疗方案,还可以观测医疗疗效。如果通过人工辨识显微细胞诊断疾病也得不偿失,费力费时不说,还容易耽误治疗。基于图像区域特征,利用计算机技术对显微细胞图像进行自动识别愈来愈受到大家的关注,并且现在也获得了不错的效果。但实际中,细胞的组成是复杂的,应该选择更多的特征,建立更为完善的判别函数,可能会进一步提高分类精度。

4.结束语

模式识别是一个交叉、综合的科学技术领域,不仅与其他信息学科而且和包括数理科学、生命科学、地球科学、工程与材料科学、管理科学、环境科学的相互作用和渗透愈来愈高,其科学界线很可能随着发展而逐渐模糊。其发展离不开应用和工程,离不开国家目标。因此,其科学技术内涵与外延应该与时俱进、更新和扩展,研究的方向与内容应该更具有综合性、交叉性,更强调国家目标的实现,解决国家急需的重大问题、重大关键技术攻关和社会发展中的科学技术难题和基础理论问题。

参考文献

[1]边肇祺,张学工等.模式识别(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2000,01

[2]沈清,汤森.模式识别导论[M].长沙: 国防科技大学出版社,1991.

[3]Kanal L.Pattern in pattern actions recognition:1968.1974[J].IEEE TransonIT, 1974, 20 (6): 697/722.

[4]戚飞虎.模式识别与图象处理[M].上海: 上海科学技术出版社,1989

[5]黄宁.遥感图像中模式分类技术的研究[D].中国科学院,2003.

[6]沈清,汤霖.模式识别导论[M].北京:国防科技大学出版社,1998

多媒体数据压缩技术的研究

袁 薇

(西安邮电学院电信工程系 西安 710061)

[摘要]随着计算机网络和计算机通信技术的发展,数据压缩技术越来越成为多媒体技术中的研究热点,本文针对数据压缩技术进行了深入研究,对数据压缩技术进行了分类,并分析和比较了这一研究领域中典型压缩算法的原理与性能。

[关键词] 计算机网络 数据压缩,多媒体技术

中图分类号:TN919 文献标示码:A

1. 引言

多媒体数据经过数字化处理后数据量非常大,如果不进行数据压缩处理,计算机系统就无法对它进行存储和交换,因此,在多媒体系统中如何有效地保存和传送这些海量数据就成了多媒体个人计算机(MPC)所面临的一个最大的难题之一,而数据压缩正是解决问题的重要途径。

数据压缩是指对原始数据进行重新编码,以除去原始数据中的冗余,以较小的数据量表示原始数据的技术,是实现在计算机上处理图

Research of Multimedia Data Compression Technique

Yuan Wei

(Department of Telecommunications Engineering, Xi’an Institute Of Post and Telecommunications, Xi’an, 710061)

Abstract: With the development of computer network and development of computer communication technique, data compression technique is becoming more and more important in multimedia technique, the paper researched deeply in data compression technique, classi? ed data compression technique, also analysed and compared the Corresponding typical algorithms

Key words: Computer Network, Data Compression, MultimediaTechnique

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人工智能与模式识别

人工智能与模式识别 摘要:信息技术的飞速发展使得人工智能的应用范围变得越来越广,而模式识别作为其中的一个重要方面,一直是人工智能研究的重要方向。在介绍人工智能和模式识别的相关知识的同时,对人工智能在模式识别中的应用进行了一定的论述。模式识别是人类的一项基本智能,着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起,模式识别技术有了长足的发展。模式识别与统计学、心理学、语言学、计算机科学、生物学、控制论等都有关系。它与人工智能、图像处理的研究有交叉关系。模式识别的发展潜力巨大。 关键词:模式识别;数字识别;人脸识别中图分类号; Abstract:The rapid development of information technology makes the application of artificial intelligence become more and more widely. Pattern recognition, as one of the important aspects, has always been an important direction of artificial intelligence research. In the introduction of artificial intelligence and pattern recognition related knowledge at the same time, artificial intelligence in pattern recognition applications were discussed.Pattern recognition is a basic human intelligence, the emergence of the 20th century, 40 years of computer and the rise of artificial intelligence in the 1950s, pattern recognition technology has made great progress. Pattern recognition and statistics, psychology, linguistics, computer science, biology, cybernetics and so have a relationship. It has a cross-correlation with artificial intelligence and image processing. The potential of pattern recognition is huge. Key words:pattern recognition; digital recognition; face recognition; 1引言 随着计算机应用范围不断的拓宽,我们对于计算机具有更加有效的感知“能

完整word版,中科院-模式识别考题总结(详细答案)

1.简述模式的概念及其直观特性,模式识别的分类,有哪几种方法。(6’) 答(1):什么是模式?广义地说,存在于时间和空间中可观察的物体,如果我们可以区别它们是否相同或是否相似,都可以称之为模式。 模式所指的不是事物本身,而是从事物获得的信息,因此,模式往往表现为具有时间和空间分布的信息。 模式的直观特性:可观察性;可区分性;相似性。 答(2):模式识别的分类: 假说的两种获得方法(模式识别进行学习的两种方法): ●监督学习、概念驱动或归纳假说; ●非监督学习、数据驱动或演绎假说。 模式分类的主要方法: ●数据聚类:用某种相似性度量的方法将原始数据组织成有意义的和有用的各种数据 集。是一种非监督学习的方法,解决方案是数据驱动的。 ●统计分类:基于概率统计模型得到各类别的特征向量的分布,以取得分类的方法。 特征向量分布的获得是基于一个类别已知的训练样本集。是一种监督分类的方法, 分类器是概念驱动的。 ●结构模式识别:该方法通过考虑识别对象的各部分之间的联系来达到识别分类的目 的。(句法模式识别) ●神经网络:由一系列互相联系的、相同的单元(神经元)组成。相互间的联系可以 在不同的神经元之间传递增强或抑制信号。增强或抑制是通过调整神经元相互间联 系的权重系数来(weight)实现。神经网络可以实现监督和非监督学习条件下的分 类。 2.什么是神经网络?有什么主要特点?选择神经网络模式应该考虑什么因素? (8’) 答(1):所谓人工神经网络就是基于模仿生物大脑的结构和功能而构成的一种信息处 理系统(计算机)。由于我们建立的信息处理系统实际上是模仿生理神经网络,因此称它为人工神经网络。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。 人工神经网络的两种操作过程:训练学习、正常操作(回忆操作)。 答(2):人工神经网络的特点: ●固有的并行结构和并行处理; ●知识的分布存储; ●有较强的容错性; ●有一定的自适应性; 人工神经网络的局限性: ●人工神经网络不适于高精度的计算; ●人工神经网络不适于做类似顺序计数的工作; ●人工神经网络的学习和训练往往是一个艰难的过程; ●人工神经网络必须克服时间域顺序处理方面的困难; ●硬件限制; ●正确的训练数据的收集。 答(3):选取人工神经网络模型,要基于应用的要求和人工神经网络模型的能力间的 匹配,主要考虑因素包括:

(完整word版)模式识别试题答案

模 式 识 别 非 学 位 课 考 试 试 题 考试科目: 模式识别 考试时间 考生姓名: 考生学号 任课教师 考试成绩 一、简答题(每题6分,12题共72分): 1、 监督学习和非监督学习有什么区别? 参考答案:当训练样本的类别信息已知时进行的分类器训练称为监督学习,或者由教师示范的学习;否则称为非监督学习或者无教师监督的学习。 2、 你如何理解特征空间?表示样本有哪些常见方法? 参考答案:由利用某些特征描述的所有样本组成的集合称为特征空间或者样本空间,特征空间的维数是描述样本的特征数量。描述样本的常见方法:矢量、矩阵、列表等。 3、 什么是分类器?有哪些常见的分类器? 参考答案:将特征空中的样本以某种方式区分开来的算法、结构等。例如:贝叶斯分类器、神经网络等。 4、 进行模式识别在选择特征时应该注意哪些问题? 参考答案:特征要能反映样本的本质;特征不能太少,也不能太多;要注意量纲。 5、 聚类分析中,有哪些常见的表示样本相似性的方法? 参考答案:距离测度、相似测度和匹配测度。距离测度例如欧氏距离、绝对值距离、明氏距离、马氏距离等。相似测度有角度相似系数、相关系数、指数相似系数等。 6、 你怎么理解聚类准则? 参考答案:包括类内聚类准则、类间距离准则、类内类间距离准则、模式与类核的距离的准则函数等。准则函数就是衡量聚类效果的一种准则,当这种准则满足一定要求时,就可以说聚类达到了预期目的。不同的准则函数会有不同的聚类结果。 7、 一种类的定义是:集合S 中的元素x i 和x j 间的距离d ij 满足下面公式: ∑∑∈∈≤-S x S x ij i j h d k k )1(1,d ij ≤ r ,其中k 是S 中元素的个数,称S 对于阈值h ,r 组成一类。请说明,该定义适合于解决哪一种样本分布的聚类? 参考答案:即类内所有个体之间的平均距离小于h ,单个距离最大不超过r ,显然该定义适合团簇集中分布的样本类别。 8、 贝叶斯决策理论中,参数估计和非参数估计有什么区别? 参考答案:参数估计就是已知样本分布的概型,通过训练样本确定概型中的一些参数;非参数估计就是未知样本分布概型,利用Parzen 窗等方法确定样本的概率密度分布规律。 9、 基于风险的统计贝叶斯决策理论中,计算代价[λij ]矩阵的理论依据是什么?假设这个矩阵是 M ?N ,M 和N 取决于哪些因素?

时间序列分析中模式识别方法的应用-模式识别论文

时间序列分析中模式识别方法的应用 摘要:时间序列通常是按时间顺序排列的一系列被观测数据,其观测值按固定的时间间隔采样。时间序列分析(Time Series Analysis)是一种动态数据处理的统计方法,就是充分利用现有的方法对时间序列进行处理,挖掘出对解决和研究问题有用的信息量。经典时间序列分析在建模、预测等方面已经有了相当多的成果,但是由于实际应用中时间序列具有不规则、混沌等非线性特征,使得预测系统未来的全部行为几乎不可能,对系统行为的准确预测效果也难以令人满意,很难对系统建立理想的随机模型。神经网络、遗传算法和小波变换等模式识别技术使得人们能够对非平稳时间序列进行有效的分析处理,可以对一些非线性系统的行为作出预测,这在一定程度上弥补了随机时序分析技术的不足。【1】 本文主要是对时间序列分析几种常见方法的描述和分析,并重点介绍神经网络、遗传算法和小波变换等模式识别方法在时间序列分析中的典型应用。 关键字:时间序列分析模式识别应用 1 概述 1.1 本文主要研究目的和意义 时间序列分析是概率论与数理统计学科的一个分支,它是以概率统计学作为理论基础来分析随机数据序列(或称动态数据序列),并对其建立数学模型,即对模型定阶、进行参数估计,以及进一步应用于预测、自适应控制、最佳滤波等诸多方面。由于一元时间序列分析与预测在现代信号处理、经济、农业等领域占有重要的地位,因此,有关的新算法、新理论和新的研究方法层出不穷。目前,结合各种人工智能方法的时序分析模型的研究也在不断的深入。 时间序列分析已是一个发展得相当成熟的学科,已有一整套分析理论和分析工具。传统的时间序列分析技术着重研究具有随机性的动态数据,从中获取所蕴含的关于生成时间序列的系统演化规律。研究方法着重于全局模型的构造,主要应用于对系统行为的预测与控制。 时间序列分析主要用于以下几个方面:

模式识别的应用

模式识别的应用 模式识别可用于文字和语音识别、遥感和医学诊断等方面。 文字识别——如何将文字方便、快速的输入到计算机中已成为影响人机接口效率的一个重要瓶颈,也关系到计算机能否真正得到普及的应用。目前,汉字输入主要分为人工键盘输入和机器自动识别输入两种。其中人工键入速度慢而且劳动强度大;自动输入又分为汉字识别输入及语音识别输入。从识别技术的难度来说,手写体识别的难度高于印刷体识别,而在手写体识别中,脱机手写体的难度又远远超过了联机手写体识别。到目前为止,除了脱机手写体数字的识别已有实际应用外,汉字等文字的脱机手写体识别还处在实验室阶段。 语音识别——语音识别技术技术所涉及的领域包括:信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等等。近年来,在生物识别技术领域中,声纹识别技术以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目,并日益成为人们日常生活和工作中重要且普及的验证方式。而且利用基因算法训练连续隐马尔柯夫模型的语音识别方法现已成为语音识别的主流技术,该方法在语音识别时识别速度较快,也有较高的识别率。//https://www.wendangku.net/doc/ab3033818.html,/p-67030326.html 指纹识别——我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤 凹凸不平产生的纹路会形成各种各样的图案。而这些皮肤的 纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,是唯一的。依靠这 种唯一性,就可以将一个人同他的指纹对应起来,通过比较 他的指纹和预先保存的指纹进行比较,便可以验证他的真实

身份。一般的指纹分成有以下几个大的类别:环型(loop),螺旋型(whorl),弓型(arch),这样就可以将每个人的指纹分别归类,进行检索。指纹识别基本上可分成:预处理、特征选择和模式分类几个大的步骤。 遥感——遥感图像识别已广泛用于农作物估产、资源勘察、气象预报和军事侦察等。 医学诊断——在癌细胞检测、X射线照片分析、血液化验、染色体分析、心电图诊断和脑电图诊断等方面,模式识别已取得了成效。

模式识别期末试题

一、填空与选择填空(本题答案写在此试卷上,30分) 1、模式识别系统的基本构成单元包括:模式采集、特征提取与选择 和模式分类。 2、统计模式识别中描述模式的方法一般使用特真矢量;句法模式识别中模式描述方法一般有串、树、网。 3、聚类分析算法属于(1);判别域代数界面方程法属于(3)。 (1)无监督分类 (2)有监督分类(3)统计模式识别方法(4)句法模式识别方法 4、若描述模式的特征量为0-1二值特征量,则一般采用(4)进行相似性度量。 (1)距离测度(2)模糊测度(3)相似测度(4)匹配测度 5、下列函数可以作为聚类分析中的准则函数的有(1)(3)(4)。 (1)(2) (3) (4) 6、Fisher线性判别函数的求解过程是将N维特征矢量投影在(2)中进行。 (1)二维空间(2)一维空间(3)N-1维空间 7、下列判别域界面方程法中只适用于线性可分情况的算法有(1);线性可分、不可分都适用的有(3)。 (1)感知器算法(2)H-K算法(3)积累位势函数法 8、下列四元组中满足文法定义的有(1)(2)(4)。 (1)({A, B}, {0, 1}, {A→01, A→ 0A1 , A→ 1A0 , B→BA , B→ 0}, A) (2)({A}, {0, 1}, {A→0, A→ 0A}, A) (3)({S}, {a, b}, {S → 00S, S → 11S, S → 00, S → 11}, S) (4)({A}, {0, 1}, {A→01, A→ 0A1, A→ 1A0}, A) 9、影响层次聚类算法结果的主要因素有(计算模式距离的测度、(聚类准则、类间距离门限、预定的 类别数目))。 10、欧式距离具有( 1、2 );马式距离具有(1、2、3、4 )。 (1)平移不变性(2)旋转不变性(3)尺度缩放不变性(4)不受量纲影响的特性 11、线性判别函数的正负和数值大小的几何意义是(正(负)表示样本点位于判别界面法向量指向的 正(负)半空间中;绝对值正比于样本点到判别界面的距离。)。 12、感知器算法1。 (1)只适用于线性可分的情况;(2)线性可分、不可分都适用。

《模式识别原理与技术》课程大纲.doc

《模式识别原理与技术》课程大纲 课程名称(中文):模式识别原理与技术 课程名称(英文):Pattern Recognition Principles and Techniques 课程编码:Y0703034C 开课单位:电气信息学院 授课对象: 任课教师:郑胜 学时:32 学分:2 学期:2 考核方式:平时成绩占百分之30,考试成绩(可开卷)占百分之70 先修课程:概率论、线性代数、数字信号处理等 课程简介: 一、教学目的与基本要求:(150字以内) 这门课的教学目的是让学生掌握模式识别的基本原理和方法。本课程的主要任务是,通过对模式识别的基本理论和方法、应用实例的学习,使学生掌握模式识别的基本理论与方法,培养学生利用模式识别方法、运用技能解决本专业及相关领域实际问题的能力,为将来继续深入学习或进行科学研究打下坚实的基础。 通过各教学环节,本课程应达到下列要求:认识模式识别的目的和意义,了解模式识别的过程;理解统计分类法的基本思想,掌握几何分类法和概率分类法的几种典型算法;理解聚类分析的基本思想,掌握聚类分析的几种典型算法。 二、课程内容与学时分配 1、课程主要内容:(200字以内) 1)绪论 2)贝叶斯决策理论 3)概率密度函数的估计 4)线性判别函数 5)聚类分析 6)特征提取/选择 7)人工神经网络及支持向量机在模式识别中的应用 2、课程具体安排:(按教学章节编写,重点章节下划线)

三、实验、实践环节及习题内容与要求 四、教材及主要参考文献(顺序为:文献名,作者,出版时间,出版单位): 1. 模式识别导论. 李金宗. 1994年. 高等教育出版社 2. 模式识别. 边肇祺. 2000年1月第2版. 清华大学出版社 3. Pattern Recognition(第二版). Sergios Theodoridis. Konstantinos Koutroumbas. 机械工业出版社. 2006年 撰写人:郑胜 学位分委员会签字: 学院主管研究生教学院长签字:

图像模式识别的方法介绍

2.1图像模式识别的方法 图像模式识别的方法很多,从图像模式识别提取的特征对象来看,图像识别方法可分为以下几种:基于形状特征的识别技术、基于色彩特征的识别技术以及基于纹理特征的识别技术。其中,基于形状特征的识别方法,其关键是找到图像中对象形状及对此进行描述,形成可视特征矢量,以完成不同图像的分类,常用来表示形状的变量有形状的周长、面积、圆形度、离心率等。基于色彩特征的识别技术主要针对彩色图像,通过色彩直方图具有的简单且随图像的大小、旋转变换不敏感等特点进行分类识别。基于纹理特征的识别方法是通过对图像中非常具有结构规律的特征加以分析或者则是对图像中的色彩强度的分布信息进行统计来完成。 从模式特征选择及判别决策方法的不同可将图像模式识别方法大致归纳为两类:统计模式(决策理论)识别方法和句法(结构)模式识别方法。此外,近些年随着对模式识别技术研究的进一步深入,模糊模式识别方法和神经网络模式识别方法也开始得到广泛的应用。在此将这四种方法进行一下说明。 2.1.1句法模式识别 对于较复杂的模式,如采用统计模式识别的方法,所面临的一个困难就是特征提取的问题,它所要求的特征量十分巨大,要把某一个复杂模式准确分类很困难,从而很自然地就想到这样的一种设计,即努力地把一个复杂模式分化为若干

较简单子模式的组合,而子模式又分为若干基元,通过对基元的识别,进而识别子模式,最终识别该复杂模式。正如英文句子由一些短语,短语又由单词,单词又由字母构成一样。用一组模式基元和它们的组成来描述模式的结构的语言,称为模式描述语言。支配基元组成模式的规则称为文法。当每个基元被识别后,利用句法分析就可以作出整个的模式识别。即以这个句子是否符合某特定文法,以判别它是否属于某一类别。这就是句法模式识别的基本思想。 句法模式识别系统主要由预处理、基元提取、句法分析和文法推断等几部分组成。由预处理分割的模式,经基元提取形成描述模式的基元串(即字符串)。句法分析根据文法推理所推断的文法,判决有序字符串所描述的模式类别,得到判决结果。问题在于句法分析所依据的文法。不同的模式类对应着不同的文法,描述不同的目标。为了得到于模式类相适应的文法,类似于统计模式识别的训练过程,必须事先采集足够多的训练模式样本,经基元提取,把相应的文法推断出来。实际应用还有一定的困难。 2.1.2统计模式识别 统计模式识别是目前最成熟也是应用最广泛的方法,它主要利用贝叶斯决策规则解决最优分类器问题。统计决策理论的基本思想就是在不同的模式类中建立一个决策边界,利用决策函数把一个给定的模式归入相应的模式类中。统计模式识别的基本模型如图2,该模型主要包括两种操作模型:训练和分类,其中训练主要利用己有样本完成对决策边界的划分,并采取了一定的学习机制以保证基于样本的划分是最优的;而分类主要对输入的模式利用其特征和训练得来的决策函数而把模式划分到相应模式类中。 统计模式识别方法以数学上的决策理论为基础建立统计模式识别模型。其基本模型是:对被研究图像进行大量统计分析,找出规律性的认识,并选取出反映图像本质的特征进行分类识别。统计模式识别系统可分为两种运行模式:训练和分类。训练模式中,预处理模块负责将感兴趣的特征从背景中分割出来、去除噪声以及进行其它操作;特征选取模块主要负责找到合适的特征来表示输入模式;分类器负责训练分割特征空间。在分类模式中,被训练好的分类器将输入模式根据测量的特征分配到某个指定的类。统计模式识别组成如图2所示。

2014模式识别练习题

2013模式识别练习题 一. 填空题 1、模式识别系统的基本构成单元包括:模式采集、特征的选择和提取和模式分类。 2、统计模式识别中描述模式的方法一般使用特征矢量;句法模式识别中模式描述方法一般有串、树、 网。 3、影响层次聚类算法结果的主要因素有计算模式距离的测度、聚类准则、类间距离阈值、预定的类别数目。 4、线性判别函数的正负和数值大小的几何意义是正负表示样本点位于判别界面法向量指向的正负半空间中, 绝对值正比于样本点与判别界面的距离。 5、感知器算法1 ,H-K算法 2 。 (1)只适用于线性可分的情况;(2)线性可分、不可分都适用。 6、在统计模式分类问题中,聂曼-皮尔逊判决准则主要用于某一种判别错误较另一种判别错误更为重要的情 况;最小最大判别准则主要用于先验概率未知的情况。 7、 。一般在可 8、散度J ij越大,说明ωi类模式与ωj类模式的分布差别越大; 当ωi类模式与ωj类模式的分布相同时,J ij= 0。 二、选择题 1、影响聚类算法结果的主要因素有(B、C、D )。 A.已知类别的样本质量; B.分类准则; C.特征选取; D.模式相似性测度 2、模式识别中,马式距离较之于欧式距离的优点是(C、D)。 A.平移不变性; B.旋转不变性;C尺度不变性;D.考虑了模式的分布 3、影响基本K-均值算法的主要因素有(ABD)。 A.样本输入顺序; B.模式相似性测度; C.聚类准则; D.初始类中心的选取 4、位势函数法的积累势函数K(x)的作用相当于Bayes判决中的(B D)。 A. 先验概率; B. 后验概率; C. 类概率密度; D. 类概率密度与先验概率的乘积 5、在统计模式分类问题中,当先验概率未知时,可以使用(BD)。 A. 最小损失准则; B. 最小最大损失准则; C. 最小误判概率准则; D. N-P判决 6、散度J D是根据(C )构造的可分性判据。 A. 先验概率; B. 后验概率; C. 类概率密度; D. 信息熵; E. 几何距离 7、似然函数的概型已知且为单峰,则可用(ABCDE)估计该似然函数。 A. 矩估计; B. 最大似然估计; C. Bayes估计; D. Bayes学习; E. Parzen窗法 8、KN近邻元法较之Parzen窗法的优点是(B)。 A. 所需样本数较少; B. 稳定性较好; C. 分辨率较高; D. 连续性较好 9、从分类的角度讲,用DKLT做特征提取主要利用了DKLT的性质:(A C )。 A.变换产生的新分量正交或不相关; B.以部分新的分量表示原矢量均方误差最小; C.使变换后的矢量能量 更集中 10、如果以特征向量的相关系数作为模式相似性测度,则影响聚类算法结果的主要因素有(BC)。 A. 已知类别样本质量; B. 分类准则; C. 特征选取; D. 量纲 11、欧式距离具有(A B );马式距离具有(A B C D )。 A. 平移不变性; B. 旋转不变性; C. 尺度缩放不变性; D. 不受量纲影响的特性 12、聚类分析算法属于(A );判别域代数界面方程法属于(C )。 A.无监督分类; B.有监督分类; C.统计模式识别方法; D.句法模式识别方法 13、若描述模式的特征量为0-1二值特征量,则一般采用(D)进行相似性度量。 A. 距离测度; B. 模糊测度; C. 相似测度; D. 匹配测度 14、下列函数可以作为聚类分析中的准则函数的有(ACD)。

模式识别方法简述

XXX大学 课程设计报告书 课题名称模式识别 姓名 学号 院、系、部 专业 指导教师 xxxx年 xx 月 xx日

模式识别方法简述 摘要: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。 关键词:模式识别; 模式识别方法; 统计模式识别; 模板匹配; 神经网络模式识别 模式识别(Pattern Recognition)是人类的一项基本智能,在日常生活中,人们经常在进行“模式识别”。随着2 0 世纪4 0 年代计算机的出现以及5 0 年代人工智能的兴起,人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。(计算机)模式识别在2 0 世纪6 0 年代初迅速发展并成为一门新学科。 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。模式识别与统计学、心理学、语言学、计算机科学、生物学、控制论等都有关系。它与人工智能、图像处理的研究有交叉关系。例如自适应或自组织的模式识别系统包含了人工智能的学习机制;人工智能研究的景物理解、自然语言理解也包含模式识别问题。又如模式识别中的预处理和特征抽取环节应用图像处理的技术;图像处理中的图像分析也应用模式识别的技术。 模式识别是一种借助计算机对信息进行处理、判别的分类过程。判决分类在

模式识别及其在图像处理中的应用

武汉理工大学 模式识别及其在图像处理中的应用 学院(系):自动化学院 课程名称:模式识别原理 专业班级:控制科学与工程1603班 任课教师:张素文 学生姓名:王红刚 2017年1月3日

模式识别及其在图像处理中的应用 摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,模式识别在图像处理中的应用日益广泛。综述了模式识别在图像处理中特征提取、主要的识别方法(统计决策法、句法识别、模糊识别、神经网络)及其存在的问题, 并且对近年来模式识别的新进展———支持向量机与仿生模式识别做了分析和总结, 最后讨论了模式识别亟待解决的问题并对其发展进行了展望。 关键词:模式识别;图像处理;特征提取;识别方法 Pattern Recognition and Its Application in Image Processing Abstract:With the development of computer and artificial intelli-gence , pattern recognition is w idely used in the image processing in-creasingly .T he feature extraction and the main methods of pattern recognition in the image processing , w hich include statistical deci-sion, structural method , fuzzy method , artificial neural netw ork aresummarized.T he support vector and bionic pattern recognition w hich are the new developments of the pattern recognition are also analyzed .At last, the problems to be solved and development trends are discussed. Key words:pattern recognition ;image processing ;feature extrac-tion;recognition methods

模式识别及应用--教学大纲

《模式识别及应用》课程教学大 纲 ( 06、07级) 编号:40021340 英文名称:Pattern Recognition and Its Applications 适用专业:电子信息工程 责任教学单位:电子工程系电子信息 教研室 总学时:32 学分:2 考核形式:考查 课程类别:专业课 修读方式:必修 教学目的:模式识别是电子信息工程专业的一门专业必修课。通过该课程的学习,学生能够掌握模式识别的基本理论和主要方法,并且能掌握在大量的模式样本中获取有用信息的原理和算法,通过课外上机练习,学会编写模式识别的算法程序,达到理论和实践相结合的目的,使学生了解模式识别的应用领域,为将来从事这一方面的研究打下初步基础。 主要教学内容及要求:由于本课程的目标是侧重在应用模式识别技术,因此在学习内容上侧重基本概念的讲解,辅以必要的数学推导,使学生能掌握模式识别技术中最基本的概念,以及最基本的处理问题方法。 本课程安排了一些习题,以便学生能通过做练习与实验进一步掌握课堂知识,学习了本课程后,大部分学生能处理一些简单模式识别问题,如设计获取信息的手段,选择要识别事物的描述方法以及进行分类器设计。 第一章概论 1.掌握模式识别的概念 2.熟悉模式识别系统 3.熟悉模式识别的应用 第二章统计模式识别——概率分类法 1. 掌握概率分类的判别标准 (1)Bayes法则 (2)Bayes风险 (3)基于Bayes法则的分类器 (4)最小最大决策 (5)Neyman-pearson决策 2. 熟悉正态密度及其判别函数 (1)正态密度函数 (2)正态分布样品的判别函数 3.了解密度函数的估计 第三章聚类分析 1. 掌握基于试探的聚类算法 (1)基于最近邻规则的试探法 (2)最大最小距离法 2.熟悉层次聚类算法 3.熟悉动态聚类法 (1)K均值算法 (2)迭代自组织的数据分析算法4.了解合取聚类法、最小张树分类法 第四章模糊模式识别 1.掌握模糊信息处理的基本概念 2.熟悉模糊识别信息地获取 3.熟悉模糊综合评判 4.熟悉基于识别算法的模糊模式识别 5.熟悉模糊聚类分析 第五章神经网络识别理论及模型 1.掌握人工神经网络基本模型 2.熟悉神经网络分类器 3.熟悉模糊神经网络系统 4.熟悉神经网络识别模型及相关技术 第六章特征提取与选择 1.掌握类别可分性判据 2.掌握基于可分性判据进行变换的特征提取与选择 3.掌握最佳鉴别矢量的提取 4.熟悉离散K-L变换及其在特征提取与选择中的应用 5.熟悉基于决策界的特征提取 6.熟悉特征选择中的直接挑选法 本课程与其他课程的联系与分工:本课程的先修课程是线性代数、概率与数理统计。它与数字图像处理课可并开。所学知识可以直接应用于相关课题的毕业设计中,并可为学生在研究生阶段进一步深入学习模式识别理论和从事模式识别方向的研究工作打下基础。

模式识别理论的研究与应用

模式识别理论的研究与应用 摘要:通过对模式识别系统的简要评述,对近年来几种基本的模式识别方法进行了总结,并对模式识别在字符识别方面的应用原理作了介绍。字符识别技术属于模式识别的范畴,本文首先介绍模式识别的基本理论和基本方法,然后阐述了模式识别技术在光学识别技术上的应用,并将其应用到角铁字符识别系统上。实践证明,采用模式识别!能减轻人工操作的复杂性和失误。 关键字:字符识别;模式识别;凹凸字符;OCR(光学字符识别);特征抽取Research and Application of Pattern Recognition Theory Abstract:In this paper components of pattern recognition system were introduced. Several basic patternrecognition methods which were frequently utilized are summed up. Finally Chinese character recognition whichis a application of pattern recognition were introduced.Character recognition technology belongs to the category of pattern recognition, this paper first introduce the basic theory and basic methods of pattern recognition, and then expounds the application of pattern recognition technology in optical recognition technology! And apply it to the Angle iron character recognition system. Practice has proved that using pattern recognition! To reduce the complexity of manual operation and failure. KeyWord:Character Recognition;Pattern Recognition;Protuberant Characters;Optical Character Recognition;Feature Extraction

模式识别及其在图像处理中的应用

模式识别及其在图像处理中的应用 摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,模式识别在图像处理中的应用日益广泛。综述了模式识别在图像处理中特征提取、主要的识别方法(统计决策法、句法识别、模糊识别、神经网络)及其存在的问题,并且对近年来模式识别的新进展——支持向量机与仿生模式识别做了分析和总结,最后讨论了模式识别亟待解决的问题并对其发展进行了展望。 关键词:模式识别;图像处理;特征提取;识别方法

模式识别诞生于20世纪20年代,随着计算机的出现和人工智能的发展,模式识别在60年代初迅速发展成一门学科。它所研究的理论和方法在很多学科和领域中得到广泛的重视,推动了人工智能系统的发展,扩大了计算机应用的可能性。图像处理就是模式识别方法的一个重要领域,目前广泛应用的文字识别( MNO)就是模式识别在图像处理中的一个典型应用。 1.模式识别的基本框架 模式识别在不同的文献中给出的定义不同。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地(或者人为进行少量干预)将待识别的模式分配到各个模式类中的技术。模式识别的基本框架如图1所示。 根据有无标准样本,模式识别可分为监督识别方法和非监督识别方法。监督识别方法是在已知训练样本所属类别的条件下设计分类器,通过该分类器对待识样本进行识别的方法。如图1,标准样本集中的样本经过预处理、选择与提取特征后设计分类器,分类器的性能与样本集的大小、分布等有关。待检样本经过预处理、选择与提取特征后进入分类器,得到分类结果或识别结果。非监督模式识别方法是在没有样本所属类别信息的情况下直接根据某种规则进行分类决策。应用于图像处理中的模式识别方法大多为有监督模式识别法,例如人脸检测、车牌识别等。无监督的模式识别方法主要用于图像分割、图像压缩、遥感图像的识别等。

图像模式识别的方法介绍(doc 10页)

图像模式识别的方法介绍(doc 10页)

2.1图像模式识别的方法 图像模式识别的方法很多,从图像模式识别提取的特征对象来看,图像识别方法可分为以下几种:基于形状特征的识别技术、基于色彩特征的识别技术以及基于纹理特征的识别技术。其中,基于形状特征的识别方法,其关键是找到图像中对象形状及对此进行描述,形成可视特征矢量,以完成不同图像的分类,常用来表示形状的变量有形状的周长、面积、圆形度、离心率等。基于色彩特征的识别技术主要针对彩色图像,通过色彩直方图具有的简单且随图像的大小、旋转变换不敏感等特点进行分类识别。基于纹理特征的识别方法是通过对图像中非常具有结构规律的特征加以分析或者则是对图像中的色彩强度的分布信息进行统计来完成。 从模式特征选择及判别决策方法的不同可将图像模式识别方法大致归纳为两类:统计模式(决策理论)识别方法和句法(结构)模式识别方法。此外,近些年随着对模式识别技术研究的进一步深入,模糊模式识别方法和神经网络模式识别方法也开始得到广泛的应用。在此将这四种方法进行一下说明。 2.1.1句法模式识别 对于较复杂的模式,如采用统计模式识别的方法,所面临的一个困难就是特征提取的问题,它所要求的特征量十分巨大,要把某一个复杂模式准确分类

图2 统计模式识别模型 2.1.2.1几种统计模式识别的方法 统计模式识别根据采用方法的不同可以进行多种形式的分类:通过贝叶斯决策理论对条件密度已知的样本进行分类;对于类条件密度不明的情况,可根据训练样本的类别是否己知将分类问题分为监督学习和非监督学习两大类;监督学习和非监督学习又可根据是否通过参数决策分为参数估计和非参数估计。统计模式识别的另一种分类方法是根据决策界是否直接得到将其分为几何方法和基于概率密度的方法。几何方法经常直接从优化一定的代价函数构造决策界;而基于概率密度的方法要首先估计密度函数然后构造分类函数指定决策界。 1、几何分类法 1) 模板匹配法 它是模式识别中的一个最原始、最基本的方法,它将待识模式分别与各标准模板进行匹配,若某一模板与待识模式的绝大多数单元均相匹配,则称该模板与待识模式“匹配得好”,反之则称“匹配得不好”,并取匹配最好的作为识别结果。 2)距离分类法 距离是一种重要的相似性度量,通常认为空间中两点距离越近,表示实际上两样本越相似。大约有十余种作为相似性度量的距离函数,其中使用最广泛的是欧氏距离。它是使用最为广泛的方法,常用的有平均样本法、平均距离法、最近邻法和K-近邻法。 3)线性判别函数

模式识别应用Word版

1.模式识别的基本概念 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 模式识别的基本过程 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。 2.模式识别的应用 经过多年的研究和发展,模式识别技术已广泛应用于人工智能、计算机工程、机器学、神经生物学、医学、侦探学以及高能物理、考古学、地质勘探、宇航科学和武器技术等许多重要领域,如语音识别、语音翻译、人脸识别、指纹识别、手写体字符的识别、工业故障检测、精确制导等。 2.1 细胞识别 细胞识别是最近在识别技术中比较热门的一个话题。以前,对疾病的诊断仅仅通过表面现象,经验在诊断中起到了主导作用,错判率始终占有一定的比例;而今,通过对显微细胞图像的研究和分析来诊断疾病,不仅可以了解疾病的病因、研究医疗方案,还可以观测医疗疗效。如果通过人工辨识显微细胞诊断疾病也得不偿失,费力费时不说,还容易耽误治疗。基于图像区域特征,利用计算机技术对显微细胞图像进行自动识别愈来愈受到大家的关注,并且现在也获得了不错的效果。但实际中,细胞的组成是复杂的,应该选择更多的特征,建立更为完善的判别函数,可能会进一步提高分类精度。最近我们有一个项目中就是关于细胞识别的。

模式识别及其在图像处理中的应用修订稿

模式识别及其在图像处 理中的应用 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

武汉理工大学 模式识别及其在图像处理中的应用 学院(系):自动化学院 课程名称:模式识别原理 专业班级:控制科学与工程1603班 任课教师:张素文 学生姓名:王红刚 2017年1月3日

模式识别及其在图像处理中的应用 摘要:随着计算机和人工智能技术的发展,模式识别在图像处理中的应用日益广泛。综述了模式识别在图像处理中特征提取、主要的识别方法(统计决策法、句法识别、模糊识别、神经网络)及其存在的问题, 并且对近年来模式识别的新进展———支持向量机与仿生模式识别做了分析和总结, 最后讨论了模式识别亟待解决的问题并对其发展进行了展望。 关键词:模式识别;图像处理;特征提取;识别方法 Pattern Recognition and Its Application in Image Processing Abstract:With the development of computer and artificial intelli-gence , pattern recognition is w idely used in the image processing in-creasingly .T he feature extraction and the main methods of pattern recognition in the image processing , w hich include statistical deci-sion, structural method , fuzzy method , artificial neural netw ork he support vector and bionic pattern recognition w hich are the new developments of the pattern recognition are also analyzed .At last, the problems to be solved and development trends are discussed. Key words:pattern recognition ;image processing ;feature extrac-tion;recognition methods

模式识别复习要点和参考习题

复习要点 绪论 1、举出日常生活或技术、学术领域中应用模式识别理论解决问题的实例。 答:我的本科毕设内容和以后的研究方向为重症监护病人的状态监测与预诊断,其中的第一步就是进 行ICU病人的死亡率预测,与模式识别理论密切相关。主要的任务是分析数据库的8000名ICU病人,统计 分析死亡与非死亡的生理特征,用于分析预测新进ICU病人的病情状态。 按照模式识别的方法步骤,首先从数据库中采集数据,包括病人的固有信息,生理信息,事件信息等并分为死亡组和非死亡组,然后分别进行数据的预处理,剔除不正常数据,对数据进行插值并取中值进行第一次特征提取,然后利用非监督学习的方法即聚类分析进行第二次特征提取,得到训练样本集和测试样本集。分别利用判别分析,人工神经网络,支持向量机的方法进行训练,测试,得到分类器,实验效果比传统ICU 中采用的评价预测系统好一些。由于两组数据具有较大重叠,特征提取,即提取模式特征就变得尤为重要。语音识别,图像识别,车牌识别,文字识别,人脸识别,通信中的信号识别; ① 文字识别 汉字已有数千年的历史,也是世界上使用人数最多的文字,对于中华民族灿烂文化的形成和发展有着不可 磨灭的功勋。所以在信息技术及计算机技术日益普及的今天,如何将文字方便、快速地输入到计算机中已 成为影响人机接口效率的一个重要瓶颈,也关系到计算机能否真正在我过得到普及的应用。目前,汉字输 入主要分为人工键盘输入和机器自动识别输入两种。其中人工键入速度慢而且劳动强度大;自动输入又分 为汉字识别输入及语音识别输入。从识别技术的难度来说,手写体识别的难度高于印刷体识别,而在手写 体识别中,脱机手写体的难度又远远超过了联机手写体识别。到目前为止,除了脱机手写体数字的识别已 有实际应用外,汉字等文字的脱机手写体识别还处在实验室阶段。 ②语音识别 语音识别技术技术所涉及的领域包括:信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人 工智能等等。近年来,在生物识别技术领域中,声纹识别技术以其独特的方便性、经济性和准确性等优势 受到世人瞩目,并日益成为人们日常生活和工作中重要且普及的安验证方式。而且利用基因算法训练连续 隐马尔柯夫模型的语音识别方法现已成为语音识别的主流技术,该方法在语音识别时识别速度较快,也有 较高的识别率。 ③ 指纹识别 我们手掌及其手指、脚、脚趾内侧表面的皮肤凹凸不平产生的纹路会形成各种各样的图案。而这些皮肤的 纹路在图案、断点和交叉点上各不相同,是唯一的。依靠这种唯一性,就可以将一个人同他的指纹对应起 来,通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较,便可以验证他的真实身份。一般的指纹分成有以下几 个大的类别:环型(loop),螺旋型(whorl),弓型(arch),这样就可以将每个人的指纹分别归类,进行检索。指 纹识别基本上可分成:预处理、特征选择和模式分类几个大的步骤。 ③ 遥感 遥感图像识别已广泛用于农作物估产、资源勘察、气象预报和军事侦察等。 ④医学诊断 在癌细胞检测、X射线照片分析、血液化验、染色体分析、心电图诊断和脑电图诊断等方面,模式识别已取 得了成效。

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