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模式识别Pattern Recognition 电气信息学院自动化系 授课教师: 余勤 工作单位：自动化系 教材 《模式识别》 边肇棋、张学工编著，清华大学出版社 参考书 精通VC++数字图像模式识别技术及工程实践 人民邮电出版社 张宏林 模式识别 清华大学出版社 边肇祺 模式识别及应用 科学出版社 付京荪 Syntactic Pattern Recognition Application K.S.Fu Pattern Recognition Principles J.T.Tom R.C.Gouzales 机构、会议、刊物 1973年 IEEE发起了第一次关于模式识别的国际会议“ICPR”（此后两年一次），成立了国际模式识别协会---“IAPR” 1977年IEEE成立PAMI委员会，创立IEEE Trans. on PAMI，并支持ICCV, CVPR两个会议 其他刊物 Pattern Recognition (PR) Pattern Recognition Letters (PRL) International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence (IJPRAI) 与模式识别相关的学科 统计学 概率论 线性代数（矩阵计算） 形式语言 1.1模式识别和模式的概念 什么是模式（Pattern）？ 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，而是物体的描述，因此，模式往往表现为具有时间和空间分布的信息。因此，我们将模式解释为物体的较抽象的特征和描述。 模式的直观特性: 模式:模式就是样本,是具有相似之处的事物和现象的集合中的单个事物或现象. 模式类:具有相似之处的事物和现象的集合. 模式类和模式的关系:相当于集合论中的子集和元素. 模式类型 按照模式信息的组成，可分为下列三种类型： (1)二维图象：如文字、指纹、照片等。 (2)一维波形：如脑电图、心电图、机械震动波形等。 (3)物理参量和逻辑值：前者如人的体温及各种化验数据等；后者如对状态或症状的判断的是否、有无，模糊逻辑值等。 模式可以是以矢量形式表示的数字特征； 也可以是以句法结构表示的字符串或图； 还可以是以关系结构表示的语义网络或框架结构等。 对于上述三种类型的模式，必须分别使用不同的识别和推理方法：统计模式识别，句法模式识别和人工智能模式识别。 模式识别的概念 模式识别的能力是人类重要的认知能力。 这里所讨论的模式识别是指用计算机实现人脑中的模式识别能力。 人对事物识别的的辨认主要是通过事物的特征作出判断的。 人通过学习，知识积累，认识事物的特征或建立一个准则，用此原则去识别或辨认见到的事物，包括已知的和未知的 什么是模式识别 模式识别 – 直观，无所不在，“物以类聚，人以群分” 周围物体的认知：桌子、椅子 人的识别：张三、李四 声音的辨别：汽车、火车，狗叫、人语 气味的分辩：炸带鱼、红烧肉 人和动物的模式识别能力是极其平常的，但对计算机来说却是非常困难的。 模式识别的数学模型 Y = F(X) X的定义域取自特征集 Y的值域为类别的标号集 F是模式识别的判别方法 模式识别技术的诞生和发展 模式识别(Pattern Recognition)诞生于20世纪20年代，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，它已发展成为人工智能的一个重要的独立分支性学科，具有自己独立的理论和方法。 模式识别和人工智能 (1)智能 智能问题是自然界四大奥秘(物质的本质、宇宙的起源、生命的本质、智能的发生)之一。 几种研究理论和方法： *认知科学(思维科学) *知识阈值理论 *进化理论 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Hopfield网、BP网为代表的神经网络模型导致人