模式識別(Pattern Recognition)是指對表征事物或現(xiàn)象的各種形式的(數(shù)值的、文字的和邏輯關(guān)系的)信息進(jìn)行處理和分析,以對事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類和解釋的過程,是信息科學(xué)和人工智能的重要組成部分。模式識別又常稱作模式分類,從處理問題的性質(zhì)和解決問題的方法等角度,模式識別分為有監(jiān)督的分類(Supervised Classification)和無監(jiān)督的分類(Unsupervised Classification)兩種。二者的主要差別在于,各實(shí)驗(yàn)樣本所屬的類別是否預(yù)先已知。一般說來,有監(jiān)督的分類往往需要提供大量已知類別的樣本,但在實(shí)際問題中,這是存在一定困難的,因此研究無監(jiān)督的分類就變得十分有必要了。
模式還可分成抽象的和具體的兩種形式。前者如意識、思想、議論等,屬于概念識別研究的范疇,是人工智能的另一研究分支。我們所指的模式識別主要是對語音波形、地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符號、生物傳感器等對象的具體模式進(jìn)行辨識和分類。
模式識別研究主要集中在兩方面,一是研究生物體(包括人)是如何感知對象的,屬于認(rèn)識科學(xué)的范疇,二是在給定的任務(wù)下,如何用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)模式識別的理論和方法。前者是生理學(xué)家、心理學(xué)家、生物學(xué)家和神經(jīng)生理學(xué)家的研究內(nèi)容,后者通過數(shù)學(xué)家、信息學(xué)專家和計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者近幾十年來的努力,已經(jīng)取得了系統(tǒng)的研究成果。
應(yīng)用計(jì)算機(jī)對一組事件或過程進(jìn)行辨識和分類,所識別的事件或過程可以是文字、聲音、圖像等具體對象,也可以是狀態(tài)、程度等抽象對象。這些對象與數(shù)字形式的信息相區(qū)別,稱為模式信息。
模式識別所分類的類別數(shù)目由特定的識別問題決定。有時(shí),開始時(shí)無法得知實(shí)際的類別數(shù),需要識別系統(tǒng)反復(fù)觀測被識別對象以后確定。
模式識別與統(tǒng)計(jì)學(xué)、心理學(xué)、語言學(xué)、 計(jì)算機(jī)科學(xué)、生物學(xué)、控制論等都有關(guān)系。它與人工智能 、圖像處理的研究有交叉關(guān)系。例如自適應(yīng)或自組織的模式識別系統(tǒng)包含了人工智能的學(xué)習(xí)機(jī)制;人工智能研究的景物理解、自然語言理解也包含模式識別問題。又如模式識別中的預(yù)處理和特征抽取環(huán)節(jié)應(yīng)用圖像處理的技術(shù);圖像處理中的圖像分析也應(yīng)用模式識別的技術(shù)。