李哈哈的模式识别笔记【part 1：模式识别系统】

李哈哈的模式识别笔记【part 1：模式识别系统】

特征与特征空间

知识点：
从样本 sample 中可以提取特征 feature ，这些特征共同组成了特征空间 feature space ，特征与特征之间可以通过某种方式度量其相似度 similarity ，这样，相似度高的特征空间可以归类为一个类 class 。
识别的过程就是根据特征分类的过程
不同类型的特征空间：
向量空间，集合空间。

有监督学习和无监督学习

主要在于分类集中的样本是否添加标签。
有标签则为有监督学习，这种学习的上限是人脑对于该问题的认知处理能力。
无标签则为无监督学习，这种学习是机器通过寻找样本特征本身之间的相似度，自动划分类别，达到识别的目的，是更高级的识别手段。
同类样本间的相似度大于不同类样本间的相似度

紧致性和维数灾难

相似性如何度量

距离：

1. 正定性
2. 对称性（距离与计算顺序无关）
3. 传递性（满足三角形定理）

有很多种度量距离的方法，要满足上述三条要求
有很多非距离相似度：

• 余弦相似度
• 皮尔逊相关系数

维数灾难

来源：
特征维数越高 – 样本集越稀疏 – 紧致性越差 – 分类器性能越差

解决维数灾难方法：
1.增加样本数量，但是不太可取，数据量，训练时间都会更加庞大。
2.特征降维，一种不错的方法

泛化能力和过拟合

泛化能力：
分类器经过训练，具有的不仅能区分样本集中的样本，还可以正确分类不在样本集中的新样本的能力。
过拟合：
由于过分追求分类器对于训练样本集中样本识别的正确性，而导致的分类器泛化能力降低，称为分类器训练过程中的过拟合。

模式识别系统

完成模式识别任务，需要完整的模式识别系统，并完全由计算机完成各模块工作。

模式识别算法体系

体系结构图如下：

手写数字识别

从模板匹配开始

识别效果一般。