模式识别诸理论能否及如何解决“对第一次见到的事物进行识别和分类”？

由于本文只是我目前心理学研修班的课后作业，所以仅限于自娱自乐，若要摘要参考请自行考量。当然，如果有任何错误以及建议，欢迎任何学术相关交流。

问题：

举例说明，模式识别诸理论能否及如何解决“对第一次见到的事物进行识别和分类”？

解答：

一般来说，对于第一见的事物的识别有几个步骤：
1）信息获取：看到一个事物的时候在个体视网膜形成一个网膜像，这个映像由视神经传向大脑，在那里进行译码。
2）对获取信号进行规范化等各种处理
3）将识别样本构造成便于比较、分析的描述量即特征向量
4）由训练过程将训练样本提供的信息变为判别事物的判别函数
5）对样本特征分量按判别函数的计算结果进行分类

人类在识别和分辨事物时，往往是在先验知识和以往对此类事物的多个具体实例观察基础上产生的整体性质和特征的认识。其实，每一种外界事物都可以看作是一种模式，人们对外界事物的识别，很大部分是把事物进行分类来完成的。

****模式识别（********Pattern Recognition********）****：指确认所知觉的模式（是什么），并将它与其他模式区别开来（即有何独特之处）。模式识别既有复杂性，又有适应性。不同的事物有不同的可以相互区别的模式，这种模式通过学习以一定的表征方式储存在头脑中。要识别当前的一个知觉对象究竟是一个什么事物，必须将得到的刺激信息与头脑中已经积累的模式加以比较，然后才能做出判断。

本文主要围绕模板匹配、原型匹配以及特征分析来解决“对第一次见到的事物进行识别和分类”。

模板匹配，计算机上较为便捷的文字识别技术

****模板匹配：****不同事物在个体的头脑中存在着对应的模板，当个体面对一个未知刺激模式时，将这个刺激模式与头脑中的模板一一对应，找出匹配程度最高的那个模板，从而完成模式识别。

****模板匹配的过程：****看到一个事物的时候在个体视网膜形成一个网膜像，这个映像由视神经传向大脑，在那里进行译码。如果输入的刺激与模板在大小、方向、字体上不完全吻合，视觉系统将会输入的信息加以『标准化』，然后进行模板匹配。如果找不到合适的模板，该模板将被当成是一个未知的模式，通过学习，建立起表征这种新模式的模板，以便以后的模式识别。所以无法识别第一次见到的事物。

****模板匹配的实际应用：****在光学字符识别(OCR,Optical Character Recognition)领域中，这种对文本资料进行扫描，然后对图像文件进行分析处理，获取文字及版面信息的过程最简单的方式则使用了模板匹配。
将待识别字符与字符模板做同样的归一化处理，然后遍历与字符模板比较，处理方法为先和字符模板做差，然后计算做差后的图像的总像素值，如果小于每一个阈值，则表示该待识别字符和该模板是同一个字符，这样就完成了一次识别。

原型匹配

****原型匹配：****输入信息所比较的不是模板而是原型——对某一类事物的共同的抽象表征 ；原型是概念化的内部表征，外部刺激与原型的匹配只需要大略吻合就可以进行模式识别。但是无法识别第一次见到的事物。

****原型匹配的过程：****在进行原型匹配的时候，需要把复杂对象的结构进行拆分，拆分成简单的形状，通过对部件的原型进行匹配，以达到识别对象的目的。

这种比对不需要严格的准确匹配，只需近似匹配即可。即使某一范畴的客体之间存在外形、大小等方面的差异，所有这些客体可以通过原型匹配得到识别。

****原型匹配的实际应用：在****汉字识别过程中，把汉字分解为各种各种的组成部分，然后与脑中储存的原型进行匹配。

特征分析理论

****特征分析理论：****首先将模式分解或还原成它的原来特征，抽取当前刺激的各方面的特征，然后与记忆中的各种模式特征进行比较，找到最佳匹配。刺激包含了一系列的特征，对一个客体的识别，首先基于对该客体特征的识别。所以人可以在对第一次见到的事物进行抽取特征合并、简约、归类识别。可以更好地解释许多事实。

****特征分析理论的过程：****人类在识别和分辨事物时，往往是在先验知识和以往对此类事物的多个具体实例观察基础上产生的整体性质和特征的认识。其实，每一种外界事物都可以看作是一种模式，人们对外界事物的识别，很大部分是把事物进行分类来完成的。中文的模和式是一个意思，简单来说就是一种规律，识别主是对事物对象进行分门别类，模式识别可以看作对模式的区分和认识，是事物样本到类别的映射；而英文中pattern则表示两层意思，一层代表事物的模板或原形，第二层则是表征事物特点的特征或性状组合。在模式识别学科中，模式可以看做是对象的组成成分或影响因素间存在的规律性关系，或者是因素间存在的确定性或随机性规律的对象、过程或事件的集合。

****特征分析理论的实际应用：****如果用于我们识别汉字的时候，识别汉字时是通过识别汉字中的组成部分并且组成部分的位置关系等，由此来识别汉字。