模式識別技術(shù)應(yīng)用

以地圖模式識別為例，地圖模式識別是由計(jì)算機(jī)來對地圖進(jìn)行識別與理解，并借助一定的技術(shù)手段，讓計(jì)算機(jī)研究和分析地圖上的各種模式信息，獲取地圖要素的質(zhì)量意義。其計(jì)算處理的過程類似于人對地圖的閱讀。

地圖模式識別是近年來在地圖制圖領(lǐng)域中新興的一門高新技術(shù)，是信息時(shí)代人工智能、模式識別技術(shù)在地圖制圖中的具體應(yīng)用。由于它是傳統(tǒng)地圖制圖邁向數(shù)字地圖制圖的一座橋梁，因此，地圖模式識別遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)一起，被稱為現(xiàn)代地圖制圖的三大技術(shù)。

目前，地圖模式識別由于具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Γ蚨艿搅巳藗兊钠毡橹匾暋Ｓ绕涫请S著現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)及其外部硬件環(huán)境的不斷提高，科技不過發(fā)展的情況下， 從事地圖模式識別的研究也越來越多。因此在國內(nèi)外都有許多政府機(jī)構(gòu)、公司、大學(xué)、研究所正在致力于這方面的研究。

例如國內(nèi)的許多單位也在從事地圖模式識別方面的研究，如武漢測繪科技大學(xué)的李德仁、陳曉勇的CCD掃描等高線圖的自動?xùn)鸥褚皇噶哭D(zhuǎn)換方法（1991），該課題是國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目。西安電子科技大學(xué)的趙樹蘿等人承擔(dān)的“地圖的計(jì)算機(jī)識別、理解與描述”的國家科研任務(wù)，其研究成果于1991年通過了技術(shù)鑒定。上海交通大學(xué)圖像處理與模式識別研究所的余松煌等人承擔(dān)的國防科工委下達(dá)的“地圖圖形計(jì)算機(jī)識別”的課題，取得了一定的研究成果，1990年在北京展覽了他們所開發(fā)的系統(tǒng)。華北計(jì)算技術(shù)研究所的方家哄、劉景超的軍用地圖非線狀元素的自動識別（1990）。近年來國內(nèi)也有一些商品化的系統(tǒng)出現(xiàn)，如清華大學(xué)的ANN05.2彩色圖形圖像創(chuàng)作出版系統(tǒng)，它是以工程圖矢量化為核心的圖形識別軟件，能將各類輸入計(jì)算機(jī)的工程圖轉(zhuǎn)換成CAD系統(tǒng)可接受的文件格式，能識別8種線寬，分離圓、圓弧、數(shù)字和字符，可做濾波、降噪音、直線提取、圓弧分離和識別圖形等，能對掃描輸入圖像進(jìn)行拼接和編輯。

以模式識別在氣象領(lǐng)域應(yīng)用，衛(wèi)星云圖在災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)中的重要性已成為氣象工作者的共識。如何從云圖中提取有用的信息，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的加工處理，是本系統(tǒng)首先要解訣的問題。我們采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)與句法模式識別相結(jié)合，將云系結(jié)構(gòu)與天氣系統(tǒng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了臺風(fēng)過程不同階段云系發(fā)展演變特征的計(jì)算機(jī)分析識別。螺旋云帶、密蔽云墻和臺風(fēng)眼構(gòu)成。

近年來計(jì)算機(jī)據(jù)仿真已成為氣象領(lǐng)域的一種主要方法，已經(jīng)取得了不少有價(jià)值的成果，如氣候成因仿真和厄爾尼諾現(xiàn)象的仿真等。然而在災(zāi)害性天氣的仿真中出現(xiàn)了兩方面的問題，有些由于情況太復(fù)雜。。如暴雨。。 ，難于建立合適的仿真數(shù)學(xué)模型，有些又由于數(shù)學(xué)模型太復(fù)雜，一系列的參數(shù)很難設(shè)定。。如臺風(fēng)。。 ，因而實(shí)施有困難，進(jìn)展不明顯。從實(shí)際應(yīng)用的角度，人們對一些過程發(fā)展的細(xì)節(jié)不一定必須了解，認(rèn)識和把握某些關(guān)鍵就可以了。就以臺鳳路徑而言，如果能夠了解在什么情況臺風(fēng)路徑將出現(xiàn)異常、何時(shí)將突然轉(zhuǎn)向這樣兩個(gè)關(guān)鍵問題，臺風(fēng)路徑的其它問題就顯得不那么重要了。以目標(biāo)系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)定性仿真正好在這種情況下可充分發(fā)揮其作用。

模式識別中的一個(gè)重要應(yīng)用是語音識別。語音識別就是讓計(jì)算機(jī)能聽懂人說的話，一個(gè)重要的例子就是七國語言（英、日、意、韓、法、德、中）口語自動翻譯系統(tǒng)。其中，中文部分的實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)立在中國科學(xué)院自動化所的模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，這是口語翻譯研究跨入世界領(lǐng)先水平的標(biāo)志。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后，人們出國預(yù)定旅館、購買機(jī)票、在餐館對話和兌換外幣時(shí)，只要利用電話網(wǎng)絡(luò)和國際互聯(lián)網(wǎng)，就可用手機(jī)、電話等與“老外”通話。

語音識別技術(shù)發(fā)展到今天，特別是中小詞匯量非特定人語音識別系統(tǒng)識別精度已經(jīng)大于98%，對特定人語音識別系統(tǒng)的識別精度就更高。這些技術(shù)已經(jīng)能夠滿足通常應(yīng)用的要求。由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，這些復(fù)雜的語音識別系統(tǒng)也已經(jīng)完全可以制成專用芯片，大量生產(chǎn)。在西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，大量的語音識別產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場和服務(wù)領(lǐng)域。-些用戶。交機(jī)、電話機(jī)、手機(jī)已經(jīng)包含了語音識別撥號功能，還有語音記事本、語音智能玩具等產(chǎn)品也包括語音識別與語音合成功能。人們可以通過電話網(wǎng)絡(luò)用語音識別口語對話系統(tǒng)查詢有關(guān)的機(jī)票、旅游、銀行信息，并且取得很好的結(jié)果。調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明多達(dá)85%以上的人對語音識別的信息查詢服務(wù)系統(tǒng)的性能表示滿意。

當(dāng)然模式識別所應(yīng)用的范圍不單單只有上面那些，不過從上述的例子應(yīng)用中不難發(fā)現(xiàn)模式識別在我們身邊的比重越來越重了。

模式識別技術(shù)發(fā)展

人工智能對社會的影響可以通過回答這樣兩個(gè)問題來衡量：人工智能產(chǎn)品對于社會的好處，有多少東西是人工智能的產(chǎn)物。

工業(yè)領(lǐng)域尤其是制造業(yè)，已成功地使用了人工智能技術(shù)。包括智能設(shè)計(jì)、虛擬制造、柔性制造、敏捷制造、在線分析、智能調(diào)度、仿真和規(guī)劃等，這些都大大提高了生產(chǎn)效益。人工智能對經(jīng)濟(jì)和金融的影響，專家系統(tǒng)的廣泛使用功不可沒。據(jù)估計(jì)全世界通過這項(xiàng)技術(shù)每年可節(jié)省10億美元以上。

例如，股票商利用智能系統(tǒng)輔助其進(jìn)行分析、判斷和決策，信用卡欺詐檢側(cè)系統(tǒng)得到普遍應(yīng)用。人工智能也滲透進(jìn)了人們?nèi)粘Ｉ睿缃逃⑨t(yī)療和通信我們已經(jīng)親眼目睹、親身體會到智能技術(shù)給日常生活帶來的深刻變化，它使得我們周圍無處不在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有靈活而友好的多種智能用戶界面，使計(jì)算機(jī)和人的交流更為容易和自然。帶有嵌入式計(jì)算機(jī)的家用電器的智能化和自動化，把我們從瑣碎的家務(wù)勞動中解放出來。人工智能技術(shù)幫助我們進(jìn)行醫(yī)療保健幫助我們豐富兒重教育，幫助我們在浩如煙海的因特網(wǎng)中尋找真實(shí)、有用的信息，成為默默無聞的好助手它改變了傳統(tǒng)的通信方式語。

還有模式識別在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)在也取得較好的成績，因此模式識別也別各國重點(diǎn)應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，方便人們的生活。

以知識為基礎(chǔ)的模式識別系統(tǒng)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，標(biāo)志著模式識別方法的更加智能化，是日益受到重視的發(fā)展方向。

模式識別方法

1、決策理論方法

又稱統(tǒng)計(jì)方法，是發(fā)展較早也比較成熟的一種方法。被識別對象首先數(shù)字化，變換為適于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信息。一個(gè)模式常常要用很大的信息量來表示。許多模式識別系統(tǒng)在數(shù)字化環(huán)節(jié)之后還進(jìn)行預(yù)處理，用于除去混入的干擾信息并減少某些變形和失真。隨后是進(jìn)行特征抽取，即從數(shù)字化后或預(yù)處理后的輸入模式中抽取一組特征。所謂特征是選定的一種度量，它對于一般的變形和失真保持不變或幾乎不變，并且只含盡可能少的冗余信息。特征抽取過程將輸入模式從對象空間映射到特征空間。這時(shí)，模式可用特征空間中的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)特征矢量表示。這種映射不僅壓縮了信息量，而且易于分類。在決策理論方法中，特征抽取占有重要的地位，但尚無通用的理論指導(dǎo)，只能通過分析具體識別對象決定選取何種特征。特征抽取后可進(jìn)行分類，即從特征空間再映射到?jīng)Q策空間。為此而引入鑒別函數(shù)，由特征矢量計(jì)算出相應(yīng)于各類別的鑒別函數(shù)值，通過鑒別函數(shù)值的比較實(shí)行分類。

2、句法方法

又稱結(jié)構(gòu)方法或語言學(xué)方法。其基本思想是把一個(gè)模式描述為較簡單的子模式的組合，子模式又可描述為更簡單的子模式的組合，最終得到一個(gè)樹形的結(jié)構(gòu)描述，在底層的最簡單的子模式稱為模式基元。在句法方法中選取基元的問題相當(dāng)于在決策理論方法中選取特征的問題。通常要求所選的基元能對模式提供一個(gè)緊湊的反映其結(jié)構(gòu)關(guān)系的描述，又要易于用非句法方法加以抽取。顯然，基元本身不應(yīng)該含有重要的結(jié)構(gòu)信息。模式以一組基元和它們的組合關(guān)系來描述，稱為模式描述語句，這相當(dāng)于在語言中，句子和短語用詞組合，詞用字符組合一樣。基元組合成模式的規(guī)則，由所謂語法來指定。一旦基元被鑒別，識別過程可通過句法分析進(jìn)行，即分析給定的模式語句是否符合指定的語法，滿足某類語法的即被分入該類。

模式識別方法的選擇取決于問題的性質(zhì)。如果被識別的對象極為復(fù)雜，而且包含豐富的結(jié)構(gòu)信息，一般采用句法方法；被識別對象不很復(fù)雜或不含明顯的結(jié)構(gòu)信息，一般采用決策理論方法。這兩種方法不能截然分開，在句法方法中，基元本身就是用決策理論方法抽取的。在應(yīng)用中，將這兩種方法結(jié)合起來分別施加于不同的層次，常能收到較好的效果。
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