第六章模式识别.ppt

北京邮电大学信息工程学院 参考书 模式识别 人民邮电出版社 罗耀光 盛立东 模式识别 清华大学出版社 边肇祺 模式识别导论 高等教育出版社 李金宗 模式识别及应用 科学出版社 付京荪 Syntactic Pattern Recognition and Application K.S.Fu Pattern Recognition Principles J.T.Tom R.C.Gouzales 6.1 什么是模式识别 一.模式识别的基本定义 模式(pattern) ------ 存在于时间，空间中可观察的事物，具有时间或空间分布的信息。 模式识别(Pattern Recognition) ------ 用计算机实现人对各种事物或现象的分析,描述,判断,识别。或者说，对于被输入模式，确定其所属类别的问题。 模式识别与图象识别，图象处理的关系 模式识别是模拟人的某些功能 模拟人的视觉: 计算机+光学系统 模拟人的听觉: 计算机+声音传感器 模拟人的嗅觉和触觉: 计算机+传感器 二.模式识别的发展史 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。因此，在60～70年代，统计模式识别发展很快，但由于被识别的模式愈来愈复杂，特征也愈多，就出现“维数灾难”。但由于计算机运算速度的迅猛发展，这个问题得到一定克服。统计模式识别仍是模式识别的主要理论。 50年代 Noam Chemsky 提出形式语言理论 美籍华人付京荪 提出句法结构模式识别。 60年代 L.A.Zadeh提出了模糊集理论，模糊模式识别理论得到了较广泛的应用。 80年代 Hopfield提出神经元网络模型理论。近些年人工神经元网络在模式识别和人工智能上得到较广泛的应用。 90年代 小样本学习理论，支持向量机（SVM）也受到了很大的重视。 三.关于模式识别的国内、国际学术组织 1973年 IEEE发起了第一次关于模式识别的国际会议“ICPR”，成立了国际模式识别协会---“IAPR”，每2年召开一次国际学术会议。 1977年 IEEE的计算机学会成立了模式分析与机器智能（PAMI）委员会，每2年召开一次模式识别与图象处理学术会议。 国内的组织有电子学会，通信学会，自动化协会，中文信息学会….。 模式识别的应用 1 .字符识别：包括印刷体字符的识别；手写体字符的识别（脱机），各种OCR设备例如信函分拣、文件处理、卡片输入、支票查对、自动排板、期刊阅读、稿件输入；在线手写字符的识别（联机），各种书写输入板。 2. 医疗诊断：心电图，脑电图，染色体，癌细胞识别，疾病诊断，例如关幼波肝炎专家系统。 3. 遥感：资源卫星照片，气象卫星照片处理，数字化地球，图象分辨率可以达到1米。 4. 指纹识别 脸形识别 5. 检测污染分析，大气，水源，环境监测。 6. 自动检测：产品质量自动检测 7. 语声识别，机器翻译，电话号码自动查询，侦听，机器故障判断。 8. 军事应用 6.2 模式的特征 作为特征，如果是图形，可以取面积、颜色、边的数目等；如果是声音，可以取声音的大小、音调的高低、频率分量的强度等….并且，即使是相同模式的识别，根据模式识别的目的，也可使用不同的特征。 由给定的模式求其特征的处理，称为特征提取。 得到的特征，一般用特征模式（特征向量）来表示：x=(x1, x2, …, xn)’；其中，n称为特征模式空间的维数。 模式（样本）的表示方法 向量表示 : 假设一个样本有n个变量(特征) Ⅹ= (X1,X2,…,Xn)T 2. 矩阵表示: N个样本，n个变量(特征) 3. 几何表示 一维表示 X1=1.5 X2=3 二维表示 X1=(x1,x2)T=(1,2)T X2=(x1,x2)T=(2,1)T 三维表示 X1=(x1,x2, x3)T=(1,1,0)T X2=(x1,x2 , x3