WJCH01模式识别绪论 英文版 教学课件.ppt

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1、2023年5月29日星期一,1,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别Pattern Recognition Chapter I,2023年5月29日星期一,2,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,教材/参考文献：1钟珞，潘昊，封筠，何平，模式识别，武汉：武汉大学出版社，2006年9月(ISBN：730705230)2李晶皎，朱志良，王爱侠等译，Sergios Theodorodis,Konstantin

2、os Koutrombas著，模式识别，北京：电子工业出版社，2004年8月(ISBN：7505399241)3肖健华，智能模式识别方法，广州：华南理工大学出版社，2006年1月(ISBN：756232316X）,2023年5月29日星期一,3,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.1 模式识别是什么,例子1：医生诊病过程 1)测量病人的体温和血压，化验血沉，询问临床表现；2)通过综合分析，抓住主要病症；3)医生运用自己的知识、经验，根据主要病症、测量化验结果，作出正

3、确的诊断。在模式识别技术中，常用的术语有：样本、模式、特征、类型等等，对照医生诊病过程，有：,2023年5月29日星期一,4,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.1 模式识别是什么？,a.样本：医院里的众多患者，每个患者都是一个样本；单一样本：医生诊断的某一患者，就是样本空间中的一个单一样本；样本值：某一患者的化验、检查结果与表征现象。b.模式：各样本值按一定的数据准则综合的结果；模式样本：具有某种模式的样本；模式采集：获取某样本的测量数值的过程；c.特征：患者某些

4、具有显著特征的化验数据及表征；特征选择与提取：能表征(疾病)特异性的化验结果与表征；,2023年5月29日星期一,5,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.1 模式识别是什么？,d.判决：医生运用知识、病例经验综合分析给出诊断；判决准则/规则：医生的知识 判决结果：将患者明确(或以概率)确定为某一种病症(或多种/并发病症)的患者(及病患严重程度)事实上，最后的结果也成为分类。因此有预先知道类别(已知病症)与未知类别(未知病症)的区别。模式识别：就是以计算机为工具、各种

5、传感器为信息来源，数据计算与处理为方法，对各种现象、事物、状态等进行准确地分析、判断识别与归类。,2023年5月29日星期一,6,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.2 模式识别做什么(应用领域)？,基于语音：重点人物通信监控语音识别系统/规模音频资料检索基于图像：光学字符识别(Optical Character Recognition OCR)/车牌识别(Vehicle License Plate Recognition VLPR)/人脸识别/指纹识别/签名认证/

6、支票认证/表情和手势识别/农作物分类与害虫识别/生物信息学：DNA识别/航空与卫星遥测遥感数据资源调查/军用目标的图像识别/基于图形模式识别的机器人控制等基于工程数据：振动模式分析与故障诊断/石油钻井数据分析与世故预报/基于状态模式的智能控制/数据挖掘与知识发现等,2023年5月29日星期一,7,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,由信息传递的双向性可以理解，其中的每一环节都不是孤立的和单方向的，它们之间相互关联和依赖，在必要的时候需要循环、反

7、馈与迭代。,2023年5月29日星期一,8,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,1.3.1 线性与非线性分类 A.线性分类,Fig.1.2 线性分类,Fig.1.3 非线性分类,B.非线性分类,2023年5月29日星期一,9,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,1.3.2 分类手段 A.贝叶斯(

8、Bayes)分类器,(Bayes公式),Fig.1.4 Bayes分类,2023年5月29日星期一,10,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,1.3.2 分类手段 B.支持向量机(Support Vector Machines SVM)分类器,Fig.1.5 SVM分类,a)快速求出基于边界的最优分类,b)在凸集上求出最临近边界点,2023年5月29日星期一,11,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/1383

9、7106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,1.3.2 分类手段 C.神经网络(Neural Networks)分类器,Fig.1.6 NN分类,a)NN非线性特征抽取与共享,b)三层前向神经网络逼近非线性函数,2023年5月29日星期一,12,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.3 模式识别怎么做？,1.3.2 分类手段 D.(模糊)聚类分析(Fuzzy Classification)分类器,Fig.

10、1.7 石油钻井工作状态模糊聚类,2023年5月29日星期一,13,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.4 模式识别的历史、发展、现状与展望,1929年 G.Tauschek发明阅读机，能够阅读0-9的数字。20世纪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6070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

11、要理论。,2023年5月29日星期一,14,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.4 模式识别的历史、发展、现状与展望,上世纪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、支持向量机也受到了很大的重视。,202

12、3年5月29日星期一,15,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.4 模式识别的历史、发展、现状与展望,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.。,2023年5月29日星期一,16,王杰(博士/教授/博

13、导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.4 模式识别的历史、发展、现状与展望,模式识别的应用领域更加广泛：生物、医学、军事、农业、工业、社会、教育、航天、航空、经济、金融、生物认证、数字水印模式识别的计算手段更加先进：海量存储技术、高速计算/并行计算技术、网格技术、网络技术、新型前端器件(激光、红外、MEMS、传感器网络)模式识别的新型算法层出不穷：Computation with word(Zadeh)Soft Computation DNA Computation国内外模式识别的学术活

14、动从未间断:小波/模式识别国际会议、机器学习/模式识别国际会议、图像处理/模式识别国际会议、数据挖掘/模式识别国际会议,2023年5月29日星期一,17,王杰(博士/教授/博导)郑州大学电气工程学院0371-67781411/13837106273,模式识别,Pattern Recognition Ch.1 导论,1.4 模式识别,怎么学？怎么考？,学会基本方法以后，从专业文献或者具体问题入手，在集中问题点上突破，然后纵向展开，扩充知识面。因为模式识别知识涉及面广，应用领域广，不能像计算机语言那样学会了再做，而是要带着问题，边学边做，逐渐深入、扩大。可以通过文献、参考书、网站提供的模式样本、识别程序、练习等等，检验自己的学习进展与掌握程度，同时为自己独立开发模式识别工具启蒙、引路。定期做计算机上机练习和书面作业练习。开卷试卷笔试+作业考察,