模式識別相關資料

1、模式識別導論姓名班級學號成績A B A B C 2011 年閱讀材料：（參考資料的閱讀以下面的題目為導向，不需要細致的研讀代碼。）邊肇祺、張學工編著模式識別第二版，第十五章求是科技張宏林編著Visual C+數(shù)字圖像模式識別技術及工程實踐，第五、六、七、八 章 題目：（請對問題一一作答。解答要盡量表達明白、條理清楚。不要求給出具體的代碼實現(xiàn)。）1）漢字識別是與生活緊密相關的一種二維信號識別問題。通過對上述材料的研讀，同學們 應該對模式識別方法如何應用于實際中、以及在實際應用中需要考慮哪些問題有了一些深入 的認識。問題：一般解決模式識別問題有哪幾個關鍵步驟？給出處理一般模式識別問題步驟的流程圖。

2、以漢字識別為例，預處理步驟是哪些（舉出3種）？漢字的哪些特性可以被提取作為模 式特征（舉出5種）？利用特征進行漢字識別分類時，要注意什么問題？有什么樣的解決方 法？ 一般可采取哪些判別準則進行分類？ 2）工廠對打上來的魚進行分類，不同種類的魚處理方式不 同。可是魚的數(shù)量過大，人工分類不現(xiàn)實。如何利用模式識 別的方法讓計算機幫我們分類？可能需要進行哪些預處理？你能想到哪些魚類特性作為 分類特征？可以采取哪些對應的分類決策方法？在分類過程中，可能會遇到分類算法錯誤率高、性能不 夠魯棒，你能想出什么方法有效解決？文字說明一種你設計的、認為可以準確處理大多數(shù)魚類 分類問題的分類算法，并寫出算法流程圖。

3、左圖是利用傳感器（如攝像機）對魚類采樣，以進行自動分 類的工廠流水線示意圖。3）人類具有很強的模式識別能力。通過視覺信息識別文字、圖片和周圍的環(huán)境，通過聽覺 信息識別與理解語言。模式識別能力是人類智能的重要組成部分。今天，雖然人們可以利用 計算機部分實現(xiàn)人的視覺，聽覺等模式識別能力，但是相對于浩瀚的人類智能，今天的模式 識別無論是在理論研究還是在應用水平上都僅僅只處于初級階段。請以“模式識別，讓明天 更美好”為題，設想2000年后，模式識別在理論上將會有那些突破，在應用中將會怎樣深 刻的影響人類的工作和生活。要求：a、體裁不限，字數(shù)不限，可以寫成故事，小說或科技論文等等。b、文章應建立在對現(xiàn)存

4、模式識別的理論分析基礎之上，通過分析統(tǒng)計模式識別的優(yōu)點和不 足，設想2000年后模式識別將會得到怎樣的發(fā)展。c、設想2000年模式識別應用的時候，應盡可能全面地描述模式識別在人類生活和生產中 的應用，如在工業(yè)，生活，娛樂，醫(yī)療，通信，戰(zhàn)爭等等。想象的翅膀能飛多遠，就讓 它飛多遠。d、如果可以包含心理學，生理學，神經學，或數(shù)學，信息學等方面的描述更好。解答：1)A.解決模式識別問題的關鍵步驟：信息獲取、預處理、特征提取和分類決策處理一般模式識別問題步驟的流程圖B.漢字識別與處理步驟:書寫傾斜的校正筆畫粗細的調整消除干擾模式特征：復雜指數(shù)、四邊碼、粗外圍特征、粗網格特征和筆畫密度特征分類是要注意的

5、幾個問題:粗分類的正確分類率和分類穩(wěn)定性要高、粗分類速度要快、 粗分類特征要簡單、分類字典小、節(jié)約存儲空間、粗分類方法要和細分類方法相協(xié)調解決方法：1.采用復合特征的分類2.多級分類分類標準D3, G) = Y |x. 一 gjD(x,G) =- G力Z -1(x- G)相似度1/2符合相似度R *3, G)=交(x)2 j1/2符合相似度R *3, G)=交(x)2 jL j=0H1/2其中：G=0-IGoll*1,刖x.2(T一牛=2, G2(1 -9)12G2Go2 y(x *j )2i=0Xgji=& 2i=1一 ii=11/2混合相似度1/2&.*. )2 - p(x v)2R +

6、R + (x, G)=L i=0INI其中，四是常數(shù)，G -(G ,*.)*.w =j=0*i；2冏一為氣，*/ 12j=0預處理：用圖像分割技術將每條魚從背景中分割出來魚的特征：體型，長度，寬度，身體顏色以及它的亮度，魚鰭的個數(shù)，嘴巴的位置，尾 部的形狀分類決策方法：需要考慮代價函數(shù)，分類過程中需要使得代價函數(shù)最小化。Min （第1種魚錯分條數(shù)+第2種魚錯分條數(shù)+第n種魚錯分條數(shù)）Min（第1種魚錯分條數(shù)）單價+第n種魚錯分條數(shù) 單價解決方法：保留某些特征，除去其他特征，減少計算量可以進行多分類器的后續(xù)處理建立性能評價環(huán)節(jié)分類算法：先用傳感器來進行數(shù)據(jù)收集，然后通過圖像分割技術進行預處理，把

7、每一條 魚與背景分開來，之后進行特征提取，不應選取過多的特征，保留部分特征即可，可以 減少計算量，下一步選擇對應的模型進行訓練，用特征向量進行分類，然后進行評價， 確定是否欠訓練或過度訓練，最后可以進行計算復雜的分析，以改進分類算法。算法流程圖：模式識別在我們日常生活中占據(jù)了相當重要一部分，從無到有好多科學成果證明了人類 的智能和智慧，以前用人的感覺器官來識別的產品的質量，但到了現(xiàn)在這信息爆發(fā)的地球村 時代模式識別給我們帶來了不少的方便。比如在生產流程的最后階段-檢查產品的質量的 階段，人們常用概率的方法抽取幾個產品計算次品在這樣本當中占據(jù)的百分率大小來決定該 不該拿來到市場賣，不過，我們生活

8、的這時代我們用我們的大腦想出了辦法，那就是模式識 別，人類的智慧無窮，人們用圖像處理技術來代替以前的人工做的枯燥的那些不少反復的工 作，使得減少人工操作，得到了改善，隨著自動控制理論、人工智能和電腦的飛速發(fā)展，模 式識別得到了廣泛的使用和應用。比如，人類以前用體積大的電話，到21世紀人類使用觸 屏手機來提高生活質量和工作效率，這一個小小的例子足以證明模式識別應用的強大。跟pattern的對決這是4012年8月13號在地球村亞洲中國上海市閔行區(qū)東川路800號上海交通大學閔行 校區(qū)發(fā)生的故事，主要講述了來自朝鮮的留學生在華留學的經歷。他是一向求學的好孩子， 喜歡踢足球，喜歡挑戰(zhàn)，擅長于交朋友，他在

9、日常生活中表現(xiàn)出穩(wěn)重勤奮。一旦開始學習， 他就像瘋子一樣集中全身精神投入身心做功課，在場上他是跑不死的馬，連jone都敬佩他， 那么他究竟是誰呢？他就是來自朝鮮的留學生，叫朱萬革。說道jone，他是一名上海交通大學電院自動化系直屬的機器人足球隊“pattern”的隊長， 是有名的全球數(shù)一數(shù)二的職業(yè)足球明星，他的職業(yè)生涯不到三年，但4010年是屬于jone的 一年，當時他加入了 pattern，從入隊的那一天起他按照pattern隊機器人教練的安排刻苦訓 練，研究好整個隊的戰(zhàn)術配合后，在4010年8月份出戰(zhàn)“交大暑假狂歡足球杯”決賽，決 賽出戰(zhàn)的雙方是自動化隊和pattern隊，因jone是替補

10、的緣故，結束比賽前10分鐘以替補的 身份上場了，交大校園的足球狂們沒有注意到穿13號球衣的jone，他個子矮小，大概1米 70，體重62公斤，但是，pattern的教練卻注意到jone的非凡能力，他跟其他機器人比起來， 不但在敏捷性和球技有優(yōu)勢，而且在智力上遠遠超過了 pattern隊里的老將們，他上場了不 到一分鐘觀眾注意到有一個個子矮小的pattern球員盤帶球到禁區(qū)內以后直接射門把場上的 比分改成扳平的jone，一下子南體場上的兩個隊回到起跑線上，剩下的9分鐘，雙方為了奪 冠拼命地跑，最后一分鐘再次拿到球的jone，觀眾對他的表現(xiàn)十分期待，果然，以出眾的球 技再次把球打進去的jone，場

11、上的比分說明已經沒有什么懸念了，最后，pattern奪冠了。萬革每次想到那天比賽的時候心里很內疚。居然給機器人輸了，他再次想出絕妙的戰(zhàn)術 讓隊友們在最短的時間內好好兒理解自己的跑位。從大一時候跟pattern隊打過決賽以后， 不知道是什么原因pattern隊后續(xù)連年內沒有進入決賽了，每次都被其他學院打敗，聽說電 院的老教授（他是pattern隊的顧問）這兩年來在美國教書。一個星期前回來了，所以現(xiàn)在 萬革的心情好亂，即使老教授想出好戰(zhàn)術也打不過萬革想到的戰(zhàn)術，他有這個信心，但是他 現(xiàn)在擔心的是隊友們能不能承受這個壓力，因為他出的戰(zhàn)術方案很有效，但需要每個隊友之 間的超強的默契和配合。所以，他今天

12、也要出去跟隊友們交流一下。8月13號是不平凡的日子，那是因為今天是萬革出生的23周年，但他為了打敗pattern 隊不顧一切要去球場練習。8點25分。他最好的朋友“開心”機器人比他早點起來已做 好外出的準備，把他叫醒了，“嘿，哥們，時間到了，你今天要8。”他開始告訴我今天我的 日程安排，他說今天下午5點有朋友的聚會，萬哥說“把它取消掉，我今天沒有時間” “知 道了”“開心”說道。萬革坐電梯的時候電梯里開始播放“我相信”，這首歌是萬革最最最喜歡的勵志的歌曲。 從電梯出來的時候電梯機器人說“今天好好兒表現(xiàn)啊，相信自己”。萬革的心情輕松多了，到了球場的時候發(fā)現(xiàn)已經有很多隊友們等著他，到了球場后，他再

13、次給自己的隊友們簡單的 講述了基本方法。訓練對方是萬革最近研究的模仿pattern隊的“假pattern”機器人隊。機 器人裁判看了表以后吹了比賽開始的信號。訓I練基本完成了，他和他的隊友們充滿了信心。為了放松自己他請了全部隊友們到了五星酒店點了好多好多菜，服務員是自動服務機器 人，他把萬革點的菜一個一個地、小心翼翼的放在桌上以后，隆重的說道“我想爆一個料， 今天是隊長的23周生日，所以，我們酒店特意給你們優(yōu)惠，免費送蛋糕，最后單呢，打3 折。請慢用?！弊詣臃諜C器人說道后，問了我，要點上次的那首歌曲嗎？萬哥說“不用， 今天雖然是我的生日，但我想聽聽優(yōu)雅的音樂。”隨后機器人打開音響機器人說“請幫他們 挑些優(yōu)雅的歌曲，讓他們放松放松。”結束了生日party以后，萬革坐無人駕駛奔馳去了徐家匯，那兒等著我的女朋友，他是 我的同胞，長得好可愛，無論在別人的眼里是什么樣，但在我的眼里他就是世界上第一美女， 進了她房間的時候，“可愛”機器人迎接我說“現(xiàn)在她很生氣，千萬小心，說話不要沖動?！?進了她房間后發(fā)現(xiàn)他現(xiàn)在哭泣著抱著大大的娃娃看電視，原來他看了電視里的兩個情侶分手 的場面后悲傷的哭泣著，真是的，我還以為?？匆娢业乃懿环庖院蟛蛔屛姨咦闱?，我就哄哄她答應了。隨后我們在機器人“可愛”的精心準備下開開心心的慶祝了我的生 日。8月15號，玩?zhèn)€期待的決賽開始了，隨著時間