[心理学]模式识别理论
模式识别的基本理论与方法
模式识别的基本理论与方法模式识别是人工智能和计算机科学领域中的一个重要分支，也是现代科学技术中广泛应用的一种技术手段。
它涉及到从大量的数据中自动识别出某种模式的过程，其应用领域非常广泛，如人脸识别、指纹识别、语音识别等领域。
一、模式识别的基本理论模式是事物或现象中简单重复的部分或整体，模式识别是通过对数据进行分类、聚类等方式分析、发现事物或现象中的规律性，并将其应用于实际生产和科学研究中。
模式识别的基本理论主要包括数据分析、统计学、人工神经网络及算法模型等。
1. 数据分析数据分析是模式识别的一个重要组成部分，它是指通过对数据进行收集、分析、处理和应用，从中发现有用的信息以及可用于决策或预测的模型。
数据分析可以采用统计学、机器学习、人工神经网络等方法，无论采用何种方法，数据分析的目的都是找到数据表达的规律和模式。
2. 统计学统计学是模式识别所使用的数学工具之一，主要通过收集和分析数据来提供决策支持和预测结果。
统计学的主要应用领域包括控制过程、质量控制、风险评估和数据挖掘等。
3. 人工神经网络人工神经网络是一种基于人类大脑神经结构的人工智能技术，它通过对输入的数据进行处理、学习，将数据转换为信号输出，以此模拟人脑的神经网络功能。
人工神经网络可以应用于图像识别、音频识别等领域。
4. 算法模型算法模型是模式识别的基本理论之一，它是指在进行数据分析和处理的时候所采用的算法模型。
常用的算法模型包括决策树、支持向量机、神经网络等。
二、模式识别的方法模式识别的方法主要包括监督学习、无监督学习和半监督学习。
1. 监督学习监督学习是指在训练模型时，数据集中已知了对应的标签或类别信息。
监督学习的主要步骤是将已知数据输入到模型中进行训练，训练好的模型之后可以将未知的数据进行分类或预测处理。
监督学习包括分类和回归两种类型。
2. 无监督学习无监督学习是指在训练模型时，数据集中没有对应的标签或类别信息。
无监督学习的主要步骤是将数据输入到模型中进行训练，训练好的模型之后可以从数据中提取出特定的模式、结构或规律。
模式识别的基本理论
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基于最大后验概率的贝叶斯决策
▪ 例：癌细胞的识别
– 假设每个要识别的细胞已作过预处理，并抽取出 了d个特征描述量，用一个d维的特征向量X表示，
– 识别的目的是要依据该X向量将细胞划分为正常 细胞或者异常细胞。
– 这里我们用ω1表示是正常细胞，而ω2则属于异常 细
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▪ 具体规则如下：
▪ ▪
若：P(i | X
对于多类：
)
max j 1,2
P(
j
| X)
则：
X ▪
若：P(i
|
X
)
max
j 1,...,c
P( j
| X)
则：
i
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最大后验概率决策的其他形式
先验概率，后验概率，概率密度函数之间关系
P( X ,i ) p( X | i )P(i ) P(i | X ) p( X )
第2章 模式识别的基本理论与方法
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主要内容
▪ 1、贝叶斯决策理论。 ▪ 主要讲授两种常用的决策规则：贝叶斯准则和最小风险准
则；两类及多类决策，分类器的设计、分类器的错误率计算。 ▪ 2、非参数判别分类方法。 ▪ 包括线性判别函数及线性分类器的设计、非线性判别函
数、分段线性判别函数、局部训练法等。 ▪ 3、近邻法。 ▪ 包括近邻法及其改进算法(剪辑近邻、压缩近邻法)。 ▪ 4、特征选择与提取方法。 ▪ 概述特征提取与选择的基本概念、常用判据、基于欧氏
的两类别决策(Neyman-pearson准则) 4. 最小最大决策
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2.2.1 基于最小错误率的贝叶斯决策
▪ 分类识别中为什么会有错分类？
– 当某一特征向量值X只为某一类物体所特有，即
第四章模式识别
知觉
现代认知心理学认为，知觉是确定人 们所感受的刺激物的意义的过程。或者 说，知觉是解释刺激信息，从而产生模 式和意义的过程。
知识经验在知觉中的作用
因素恢复实验 （Warren 1970 ） 已有知识对句子知觉的作用
（Miller&Isard ，1963) 视知觉研究的证据 (Biederman,1972）
Marr 的计算理论 (computational theory）
初级素描 (primal sketch)：这一表征对视 觉输入的主要光强变化进行二维描述，包括 关于边缘、轮廓和墨块的信息。
2 1/2 -D 素描 (2 1/2 -D sketch)：这一 表征通过利用由阴影 (shading)、纹理 (texture)、运动 (motion)、双眼视差 (binocular disparity) 等提供的信息，对 可视表面深度和方位进行描述，此表征依赖 于观察点。
第四章模式识别
第一节 知觉理论概述
一、知觉概述
关于知觉的传统观点
知觉是在刺激作用下即刻产生的，而且似乎是 自动的
常人意识不到知觉的过程 某些空间特性的知觉受先天制约，不依赖于过
去的经验或者学习 某些几何错觉甚至不依赖于人掌握的有关概念
传统的观点认为，知觉是一种 消极被动的接受刺激的过程；
（二）、特征分析说
1.基本思想
特征分析说试图将模式分析为组成它们的各种 特征(feature)，模式识别时需要对刺激的特征进 行分析，将之与长时记忆中的各种刺激特征进行 比较，一旦获得最佳的匹配，外部刺激就得以识 别。
2. “泛魔堂”模型（“魔城”模型）
通过特征分析识别一个字母R
3.特征分析的生理学依据
第二节 模式识别及其 理论模型
认知心理学 模式识别
Prototype Matching
例：各种不同形状、型号的飞机，其原型是有 2个翅膀的 长筒，机场停着的飞机和画里的飞机，尽管差
异很 大，但由于与脑中表征的原型相似，仍然能够
被识 别出来。
换了发型的张老师仍然能被识别出。
原型匹配理论的优点：减轻记忆负担，使人的模式识别
灵活。
活动更加
地描述刺激
缺点：没有非常具体和详细
（3）特征匹配理论或区别性特征理论（Distinctive-
Feature Theories
）
特征匹配理论：任何模式都可以被分解成诸多特征或属性，模式识 别就是通过对刺激信息特征的分析，抽取出该刺激模式的有关特 征或属性加以合并，再与长时记忆中所存储的各种刺激的特征进 行比较，一旦获得了最佳的匹配，来自外部的刺激信息模式就得 到了识别。
CDGORU RDQOCG GRDCOU DCURZG
原因： 表1中干扰字母的直线特征与“Z”的直线特征相同。 表2中干扰字母的曲线特征与“Z”的直线特征不同。
心理学家从中得到启示： 人在模式识别过程中，首先从刺激模式中抽取
特征并加以编码，然后再把目标字母和背景字母加以 比较。
* Gibson 的研究表明： 当一些字母共用很多关键特征（如 P和R）时，判断
在人长时记忆所编码的信息中，存储着各式各 样的 来自个体过去的各种外部模式的拷贝或复本 ，即模板， 它们与外部的刺激模式存在着一一对应的关系。当一个 刺激作用于人的感觉器官时，刺激信息得到编码并与头 脑中所存储的模板进行比较和匹配，确定哪一个模板与 刺激信息最为吻合，就把该刺激信息确认为是与头脑中 的某个模板相同，即产生模式识别效应。
feature detector
? featural analysis model fits nicely with some neurophysiological evidence.
认知心理学-第四章模式识别
主观 组织
人类视觉一个奇怪特征是能“看到”物质世界中不存在的事物。这些扭曲被称为错觉， 它们是对现实世界的错误知觉。 在下图中我们总能“看到”白色的正方形或三角形，尽管物理上它们并不存在。这类 错觉被称为“错觉轮廓”。
LOGO 正文 . 第一章
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格式塔理论
格式塔心理学诞生于1912年。它强调经验和行为的整体性，反对当时 流行的构造主义元素学说和行为主义“刺激－反应”公式，认为整体不 等于部分之和，意识不等于感觉元素的集合，行为不等于反射弧的循环。
典型表象
典型表象的研究反映出对格式塔心理学的一种扩展。典型表象是指对 物体做出最佳表征特征，或回忆一种形状时最先想起的表象。
会议起源 典型表象可能是对统一范畴中相似成员的经验产物，这些年来，我们让
不同国家的人画一只杯子和一直碟子，下图展示了这些作品。左图是各 种大同小异的作品，唯有有图是鸟瞰图，它不易识别，因为它不是典型 的，不过在你得知它是什么之后，你就可以轻而易举的认出它。
息。例如，当你打开收音机，调到你爱听的音乐台，你经常能听到一些 音符或一段有特色的音乐，把它们综合在一起，你就能知道是哪首歌。 有时，我们知觉过程中既运用自下而上的加工，也运用自上而下的加工。 例如，当你努力想听清某个人说话，你既运用了自下而上的加工──努 力辨别每个词语，也运用了自上而下的加工──努力把你听到的内容与 你了解的某个话题进行匹配。
例子：如果你听了一段以G调弹奏的钢琴曲， 接着是以C调弹奏的同一段曲子，你应该会感 觉两段曲子非常相似。尽管两段曲子的音符不 同，但音符之间的关系是恒定不变的。
视觉
人类视觉十分奇特的特征
人眼独特的构造使视觉成为可能，视觉是生理学 词：汇光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其 信息经视觉神经系统加工后便产生视觉（vision）。
认知心理学：模式识别“小妖模型”特征分析理论
小妖模型包含相继的四个阶段：
• 获得物体的图像 • 分析它的特征 • 在更高水平上对事物的认知 • 作出正确的决策。
相比较模板说，特征分析具有一定的优点：
首先，依据刺激的特征和关系进行识别，就可以 不管刺激的大小、方位等其他细节，避开预加工 的困难和负担，使识别有更强的适应性。
其次，同样的特征可以出现在许多不同的模式中， 必然要极大地减轻记忆的负担。
哥比李
”较宇
男春
05
性
化年
被超
网女
友冠
戏军
称 “ 春
因 外 形
囧：超女选哥，超男选姐？
•
刘著 10年快男四川赛区 选手 因为做女生打扮 且
别——特征分析理论
谁是男的？谁是女的？
模式识别
指当一个模式作用于人的感觉器官时， 便在人脑中引起一系列复杂的活动。人 能够觉察到模式的存在，把一个模式与 另一个模式加以分辨并进而确认它是什 么或代表什么。
特征分析理论
模式是由若干元素及其之间关系的特征组成结 合体，任何模式都可以被分解为诸多特征或属 性，模式识别就是通过对刺激信息特征的分析， 然后与其存储在长时记忆中的模式相比较后， 决定与哪个模式进行匹配的过程。
人类的心理学认知心理学的关键理论
人类的心理学认知心理学的关键理论心理学是研究人类心理活动和行为的科学。
在心理学领域中，认知心理学是一门重要的分支，主要关注人类的心理认知过程以及与之相关的心理学理论。
在认知心理学中，存在着一些关键理论，本文将对其中的一些理论进行探讨。
一、信息加工理论信息加工理论是认知心理学研究的基石之一。
根据该理论，人类的认知活动可以类比为计算机的信息加工过程。
人类从外界获取信息，通过感知、注意、记忆、推理和问题解决等过程对信息进行加工和处理。
这一理论为我们理解人类认知活动的本质提供了重要的视角。
二、模式识别理论模式识别理论是认知心理学中的一项关键理论，它描述了人类在认知活动中是如何通过对信息的模式和结构进行识别与理解的。
根据模式识别理论，人类通过将刺激与其在记忆中存储的模式进行匹配，从而对信息进行认知和理解。
这一理论不仅对我们认知的基本过程有着重要的解释作用，还在智能系统设计和模式识别技术方面具有实际应用。
三、认知心理学的开放系统理论认知心理学的开放系统理论是指人类认知系统与外界环境之间相互作用的理论。
根据这一理论，人类认知系统不仅仅是一个封闭的个体内部过程，它与外部环境之间的相互作用对于认知过程的发展和塑造起着重要作用。
这一理论的提出，拓展了我们对人类认知过程的理解，也为研究认知与行为的关系提供了新的视角。
四、认知失调理论认知失调理论是由心理学家弗斯基提出的，旨在解释人类在认知冲突和矛盾情境下的的心理体验和行为调整。
认知失调理论认为，当人类遇到认知冲突时，会产生一种不舒服的心理状态，进而通过调整自己的认知来减轻这种不适。
这一理论对于理解人类的人际关系、认知偏差以及心理控制等方面有着重要的影响。
五、认知发展理论认知发展理论是由心理学家皮亚杰提出的，旨在解释人类认知能力的发展和变化过程。
根据认知发展理论，人类的认知能力会随着年龄的增长不断发展，成熟和变化。
虽然皮亚杰的认知发展理论主要是针对儿童认知的，但其对于理解认知过程的发展规律以及认知与行为之间的关系仍然具有重要的意义。
模式识别的含义及其主要理论
模式识别的含义及其主要理论（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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