模式识别课件-1.0PPT文件格式下载.ppt

1、（广义的）识别。（广义的）模式识别与图象识别，图象处理的关系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 基于统计方法的模式识别系统组成信息获取预处理特征提取和选取分类器设计分类决策（1）、信息获取二维图象 如文字、指纹、地图、照片一维波形 如脑电图、心电图、机械震动波形物理参量和逻辑值通过测量、采样和量化，可以用矩阵或向量表示二维图象或一维波形（2）、预处理目的：去除噪声，加强有用信息，复原信息预处理：包括AD,二值化，图象的平滑，变换，增强，恢复，滤波等,主要指图象处理。

2、（3）、特征提取和选取特征提取和选择：对原始数据进行变换，得到最能反映分类本质的特征 测量空间：原始数据组成的空间 特征空间：分类识别赖以进行的空间 模式表示：维数较高的测量空间-维数较低的特征空间例如，一幅64x64的图象可以得到4096个数据，这种在测量空间的原始数据通过变换获得在特征空间最能反映分类本质的特征。（4）、分类决策在特征空间中用统计方法把被识别对象归为某一类别基本做法：在样本训练集基础上确定某个判决规则，使得按这种规则对被识别对象进行分类时所造成的错误识别率最小或引起的损失最小（统计模式识别）机器学习计算的说明机器学习计算的说明令W是这个给定世界的有限或无限所有对象的集合，由

3、于我们观察能力的限制，我们只能获得这个世界的一个有限的子集QW。模式识别、机器学习的任务就是根据这个世界的对象子集Q，推算这个世界的一个模型，使它近可能为真。三个需要解决的问题一致性假设：机器学习任务的本质。对样本空间的划分：决定对样本的有效性。泛化能力：决定对世界的有效性。教学要求及目的教学要求及目的 模式识别是控制科学与工程一级学科所包含的所有硕士模式识别是控制科学与工程一级学科所包含的所有硕士点硕士研究生必修的学位课程，也是通信与信息系统、信号点硕士研究生必修的学位课程，也是通信与信息系统、信号与信息处理、电路与系统等专业研究生的必修课或选修课。与信息处理、电路与系统等专业研究生的必修课

4、或选修课。模式识别是现代高科技研究和应用的重要领域，它为模式识别是现代高科技研究和应用的重要领域，它为2121世纪世纪人类进入智能化奠定了基础。人类进入智能化奠定了基础。本课程的目的就是系统地介绍模式识别的基本理论、基本课程的目的就是系统地介绍模式识别的基本理论、基本技术和基本方法。为研究生掌握和应用这门高新技术奠定本技术和基本方法。为研究生掌握和应用这门高新技术奠定坚实的基础。要求学生熟练地掌握统计模式识别技术、句法坚实的基础。要求学生熟练地掌握统计模式识别技术、句法模式识别技术、模糊模式识别技术和智能模式识别技术的基模式识别技术、模糊模式识别技术和智能模式识别技术的基本原理与方法。本原理与

5、方法。教学方法着重讲述模式识别的基本概念，基本方法和算法原理。注重理论与实践紧密结合避免引用过多的、繁琐的数学推导。使初步具备科研的能力作业：科研题目、上机作业题作业：科研题目、上机作业题考试：闭卷考试（考试：闭卷考试（70）+平时成绩（平时成绩（30）主要参考文献主要参考文献1边肇祺等，模式识别（第二版），北京，清华大学出边肇祺等，模式识别（第二版），北京，清华大学出版社，版社，2000年年1月月.2杨光正等，模式识别，合肥，中国科技大学出版社，杨光正等，模式识别，合肥，中国科技大学出版社，2001年年3（美美）Richard O.Duda Peter E.Hart Dovid G.Stor

6、k著著 李宏东李宏东 姚天翔等译，模式分类（第二版）（姚天翔等译，模式分类（第二版）（attern Classification Second Edition）北京，机械工业出版、）北京，机械工业出版、中信中信出版社（中英两种版本）出版社（中英两种版本）2003.4（希腊希腊）Theodoridis.（西奥多里蒂斯西奥多里蒂斯）等著，模式识等著，模式识别别（第三版第三版）（Pattern Recognition Second Edition）英文）英文影印版北京，机械工业出版社，影印版北京，机械工业出版社，.中译版李晶中译版李晶皎等译，北京电子工业出版社，皎等译，北京电子工业出版社，（英）（英

7、）ndrew R.Webb著，王萍等译统计模式识著，王萍等译统计模式识别（第二版）（别（第二版）（tatistical Pattern Recognition Second Edition）北京，电子工业出版社，）北京，电子工业出版社，.6沈青等，模式识别导论，国防科技大学出版社，沈青等，模式识别导论，国防科技大学出版社，1991年年5月月7J.T.Tou&R.C.Gonzalez.Patte Recognition Principles,Addison-Wesley Publishing Company,London,19748J.Sklansky,G.N.Wassel.Patten Cla

8、ssification and Trainable Machines,Springer-Verlag,New York,1981主要期刊主要期刊 IEEE Trans.On PAMI,NN Pattern Recognition Pattern Recognition Letter Machine Learning Neural Computation 模式识别与人工智能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

9、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.。CVPR:IEEE Conf on Comp Vision and Pattern Recognition（0.96）ICML:Intl Conf on Machine Learning（0.95）ICPR:Intl Conf on Pattern Recognition（0.76）关于模式识别的学术组织和重要会议关于模式识别的学术组织和重要会议当务之急模式识别与人工智能需要更多的数学知识。简单的写程序的工作，将逐渐变为软件工人的事情。信息科学面临来自数学家与物理学家的严重生存挑战。补充数学也许是信息科学研究

10、者的当务之急。尽管数学不是万能的，但是没有数学是万万不能的！课程主要内容课程主要内容一、引论一、引论 模式识别的基本概念；模式识别系统；模式识别理模式识别的基本概念；模式识别理论与技术；模式识别的发展和应用；论与技术；二、统计模式识别二、统计模式识别1 1聚类分析：聚类分析：聚类分析的概念；模式相似性测度及聚类准则函数；谱系聚类算法；动态聚类算法；最小张树分类法；聚类有谱系聚类算法；聚类有效性评价。效性评价。2 2线性判别函数线性判别函数 线性判别函数；线性判别函数；Fisher线性判别；感知准则函数线性判别；感知准则函数和梯度下降法；最小均方误差准则函数及算法；广义线和梯度下降法；广义线性判

11、别函数；二次判别函数；非线性分类器及分类方法。性判别函数；3 3统计决策统计决策 最小错误率的最小错误率的Bayes决策；最小风险的决策；最小风险的Bayes决策；决策；正态分布时的统计决策；最小最大损失决策；N-P（Neyman-Pearson）决策；）决策；Fisher准则判别准则判别 4 4概率密度函数的估计概率密度函数的估计 统计推断概述；参数估计；非参数估计；错误率统计推断概述；错误率测试；平均损失及最小误判概率的估计方法；经验风险测试；经验风险设计；隐马尔可夫模型。设计；5 5近邻法近邻法 最近邻法：最近邻法：K近邻法；剪辑近邻法；引入拒绝近邻法；引入拒绝决策的近邻法；近邻法中最佳

12、距离及其实际计算。决策的近邻法；6 6特征提取与选择特征提取与选择基本概念：类别可分性判据；基于可分性判据的特征基本概念：基于可分性判据的特征提取和选择；基于提取和选择；基于KL变换的特征提取与选择；特征选择变换的特征提取与选择；特征选择的新方法（模拟退火算法、的新方法（模拟退火算法、Tabu搜索算法、遗传算法）搜索算法、遗传算法）三、模糊模式识别三、模糊模式识别 模糊集合论基础；基于识别算法的模糊模式识别；模模糊集合论基础；模糊关系与模糊聚类分析；统计模糊方法糊关系与模糊聚类分析；统计模糊方法四、句法模式识别四、句法模式识别 概述；形式语言；高维文法与随机文法；模式的描述；概述；句法分析；文

13、法推断句法分析；文法推断 五、智能模式识别五、智能模式识别 智能模式识别概述；知识表示方法；基于知识的推理；智能模式识别概述；知识获取；人工神经网络概述；前馈神经网络及其主要算知识获取；前馈神经网络及其主要算法；法；Hopfield网络及其在模式识别中的应用；支持向量机。网络及其在模式识别中的应用；六、模式识别应用六、模式识别应用1 1语音识别技术及应用语音识别技术及应用 2 2图象识别技术图象识别技术3 3汉字识别及应用汉字识别及应用。Ch1 引论引论模式识别模式识别智能科学的基础智能科学的基础一、智能科学一、智能科学人类的梦想人类的梦想 1.1001夜的故事：芝麻开门夜的故事：芝麻开门 2.好莱坞大导演斯皮尔博格的大片：好莱坞大导演斯皮尔博格的大片：人工智能人工智能新版铁臂阿童木的故事新版铁臂阿童木的故事 3.1997年美国微软总裁比尔年美国微软总裁比尔盖茨在清华大学演讲时盖茨在清华大学演讲时播放的录相播放的录相电脑识别人体语言电脑识别人体语言 4.2001年中国电子工业博览会（大连）：女机器人年中国电子工业博览会（大连）：女机器人“温文雅温文雅”。模式识别（模式识别（Pattern Recognition）是）是20世纪世纪60年代年代初迅速发展起来的、与高新技术研究开发密切相关的一初迅速发展起来的、与高新技术研究开发密