matlab在模式识别中得应用.ppt

模式识别技术 定义：识别出给定的事物与哪一个标本相同或相近。 模式分类: 把供模仿的标本分成若干类，再判断给定的事物属于哪一类。 例如：文字识别，疾病诊断,声纹识别。模式是被属于人工智能的研究范畴。 模式识别的分类 有监督的模式识别：除了待识别样本外，还提供已经类别样本集（训练样本集），用来先行训练，使之积累经验，获得识别能力，再对未知样本识别，分类。 无监督的模式识别：无训练样本。采用集群（聚类）分析。 模式识别系统 数据获取——预处理——特征提取——决策分类 在实际问题中，提取的特征是把一个物理模式变成一个随机向量。 决策分类：若已知待识别样本完整的先验知识，则可据此确定决策函数的数学表达式；若仅知待识别样本的定性知识，那么需要经过学习（训练），确定决策函数。 例: Cancer 数据测试 调用cancer_dataset 采用BP网络识别癌症特征。 采用newpr(p,t,hidenum)创建网络 数据分类：1、60%用于训练 2、20%用于监测（防止过收 敛） 3、20%用于测试 采用train训练 提高精度方法 对网络赋值新权值，重新训练 增加隐层神经元数目 增加训练样本 增加预测变量的数目（更多先验信息） 更好其他的训练算法 采用优化算法 nprtool的使用 在命令窗口输入nprtool,即可弹出GUI界面。 其中可以load软件中的样本数据，进行测试。 例：血清胆固醇含量检测问题 通过临床实践共提取了264位病人的血样检测结果数据，其中每个检测结果均对应所测血样光谱的21个波长值。现利用样本数据训练，设计一个神经网络，使其能够自动完成上述检测过程。 分析 Step1:采用load choles_all,调用内置的经典样本，训练样本名为p, 训练目标名为t Step2: 采用prestd(p,t)对原始样本归一化，获得归一化后的样本矩阵pn Step3: 采用ptran=prepca(pn,0.001),对归一化后的矩阵pn降维。 Step4: 对样本数据划分为训练集、验证集、测试集。Itest=2:4:Q;Ival=4:4:Q;Itr=1:2:Q; Val.P=ptrans(:,Ival);val.T=t(:,Ival); Test.P=ptrans(:,Itest);Val.T=t(:,Itest) Ptr=ptran(:,Itr);ttr=t(:,Itr); Step5:创建网络net=newff(minmax(ptr),[S1,S2],{‘’,’’},’’) Step6:训练,并绘制误差曲线 [net,tr]=train(net,ptr,ttr,[],[],val,test) Plot(tr.epoch,tr.perf,tr.epoch,tr.vperf,tr.epoch,tr.tperf) 车牌号识别算法 字符识别相关：特征提取，识别算法。 在二值字符图像中，利用字符的点阵特征进行字符识别是最简单的方法，只需要将二值化的字符图像以数组的形式输入到分类器中。分类器可以采用模板匹配，或者利用大量的样本训练的神经网络来作分类器。 实验证明，该方法对于字符字体，型号变化不大的情况非常有效。 特征提取 点阵特征：该组特征基于细化的二值图像，二值化字符图像的点阵结构反映了一个字符的整体结构特征。 通常，分类器采用模板匹配，利用距离函数计算模板与当前字符之间的相似度，其中相似度最小的那个模板所代表的字符即为识别出的字符。该方法简单易行，计算复杂度低，适合实时识别。 识别算法 利用BP神经网络来分类字符。BP神经网络包括3层：输入层，隐含层，输出层。 通过BP网络的泛化能力，进行字符的识别。 例：用神经网络对26个字母识别 采用matlab中的prprob字母库，作为样本实例，进行字母的识别。 分析：1、训练样本为35x26的矩阵，每列对应于每个字母的布尔矢量，训练目标为26x26的单位矩阵。 2、在实际的字母识别中，不同级别的噪声是存在的，因而会影响识别率，所以可以考虑扩张训练样本，并对扩张的训练样本加入小功率噪声。 采用newff(p,t,hidenums)创建新BP网络；采用train函数进行训练。采用plotchar画出5x7的字母网格图。 在对训练好的网络性能进行测试时，可以选择要识别的字母。由于受噪声影响，网络输出模式矢量中的元素可能不是单纯的0和1两个值。 其中测试的输出可以用compet竞争传递函数得出最接近网络输出的标准模式矢量。 例：车牌号识别 给定车牌号是：J369 训练部分：对神经网络的输入训练样本，分为两种：1、纯训练样本（无噪声）