心理學 什么是模式識別?它有哪些模型?

以下為本人精華筆記，絕非網頁復制

模式識別理論，這個是理論熱點

模式：刺激的空間組合和時間組合，即刺激的整體結構。如視覺刺激模式、聽覺刺激模式等，各個模式都不相同，復雜模式還會包含子模式。

模式識別：個體確認所知覺的模式是什么，并將它與其它模式區(qū)分開來。是知覺研究中認知心理學的主要研究領域

模式識別過程：感覺信息與長時記憶的有關信息進行比較，決定它與哪個長時記憶中的項目有著最佳匹配的過程。

（1）模板匹配理論：長時記憶中存儲了各種與過去生活中形成的外部模式相對應的袖珍副本（模板），內在模板與客觀事物的刺激模式之間存在著一一對應的關系。模式識別是將刺激提供的信息與相應的模板進行匹配的過程

，是一種自下而上的加工模型。精確匹配

優(yōu)點：模板說可以在一定程度上解釋人在知覺過程中如何進行模式識別，并在實現(xiàn)具有人工智能的機器模式識別中得到了實際運用。

缺點：模板說在解釋人的模式識別方面仍然有許多缺陷。①按照該理論的假設，每一個有千變萬化現(xiàn)象的同一個事物，記憶系統(tǒng)中都要儲備與之一一對應的模板才能識別，需要在記憶中存儲大量模板②這種理論對模式識別的解釋比較刻板和生硬，缺乏人們在實際知覺中對模式識別的靈活性和變通性③沒有明確闡釋模板匹配的機制，尤其難以解釋人們迅速識別一個新的、不熟悉模式的現(xiàn)象。

（2）原型理論：記憶中儲存的不是與刺激模式一一對應的模板，而是一類刺激模式的原型（有關某一類事物或刺激模式的概括性表征，反映一類客觀事物所具有的共同基本特性）。模式識別是在記憶中找到與當前的刺激模式最相似的原型的過程，不需要嚴格匹配，只要存在相應的原型，新的、不熟悉的模式也可以得到識別。近似匹配

優(yōu)點：原型匹配理論大大減少了模板的數(shù)量，不僅減輕了記憶負擔，而且使模式識別的過程具有靈活性和變通性。這種識別過程基本與日常生活經驗相符。

缺點：理論不夠清晰直觀；匹配過程只強調自上而下的加工，而缺少自下而上的加工。

（3）特征分析理論：每一種刺激模式都能被分解成一些基本特征，同一類別模式的刺激物具有共同的基本特征。刺激信息的特征和對這些特征的分析在模式識別過程中起著關鍵性的作用。

人已有的知識經驗中的客觀事物，以各種基本特征的方式儲存在記憶系統(tǒng)中，模式識別的過程首先是對刺激信息的特征加以分析，抽取有關特征并加以合并，再與長時記憶系統(tǒng)中已儲存的各種相應的特征比較，一旦獲得二者特征之間最佳匹配，刺激就被識別。最佳匹配

優(yōu)點：①依據(jù)刺激的特征進行識別，避免預加工的困難，使識別有更強的適應性②同樣的特征可以出現(xiàn)在許多不同的模式中，極大地減輕了記憶負擔③在識別中需要抽取必要的特征，再加以綜合，使模式識別過程有更多的學習色彩。

缺點：只有自下而上的加工，沒有自上而下的加工，由局部加工到整體加工，無法說明人在識別模式中的主動性和能動性。

實驗58 視覺搜索實驗（特征整合論）Treisman特雷斯曼,1980

鬼域模型：Selfridge (1959)提出，以特征分析為基礎，將模式識別過程分為4個層次。即映象鬼（對外部刺激進行編碼，形成刺激的映象）、特征鬼（對刺激的映象進行分析，分解為各種特征）、認知鬼（監(jiān)視各種特征鬼的反應，當發(fā)現(xiàn)了有關的特征時就會喊叫）和決策鬼（根據(jù)這些認知鬼的喊叫，選擇喊叫聲最大的那個認知鬼所負責的模式，作為所要識別的模式）

模式識別的應用

模式識別可用于文字和語音識別、遙感和醫(yī)學診斷等方面。

① 文字識別

漢字已有數(shù)千年的歷史，也是世界上使用人數(shù)最多的文字，對于中華民族燦爛文化的形成和發(fā)展有著不可磨滅的功勛。所以在信息技術及計算機技術日益普及的今天，如何將文字方便、快速地輸入到計算機中已成為影響人機接口效率的一個重要瓶頸，也關系到計算機能否真正在我國得到普及的應用。目前，漢字輸入主要分為人工鍵盤輸入和機器自動識別輸入兩種。其中人工鍵入速度慢而且勞動強度大；自動輸入又分為漢字識別輸入及語音識別輸入。從識別技術的難度來說，手寫體識別的難度高于印刷體識別，而在手寫體識別中，脫機手寫體的難度又遠遠超過了聯(lián)機手寫體識別。到目前為止，除了脫機手寫體數(shù)字的識別已有實際應用外，漢字等文字的脫機手寫體識別還處在實驗室階段。

② 語音識別

語音識別技術技術所涉及的領域包括：信號處理、模式識別、概率論和信息論、發(fā)聲機理和聽覺機理、人工智能等等。近年來，在生物識別技術領域中，聲紋識別技術以其獨特的方便性、經濟性和準確性等優(yōu)勢受到世人矚目，并日益成為人們日常生活和工作中重要且普及的安驗證方式。而且利用基因算法訓練連續(xù)隱馬爾柯夫模型的語音識別方法現(xiàn)已成為語音識別的主流技術，該方法在語音識別時識別速度較快，也有較高的識別率。

③ 指紋識別

我們手掌及其手指、腳、腳趾內側表面的皮膚凹凸不平產生的紋路會形成各種各樣的圖案。而這些皮膚的紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，是唯一的。依靠這種唯一性，就可以將一個人同他的指紋對應起來，通過比較他的指紋和預先保存的指紋進行比較，便可以驗證他的真實身份。一般的指紋分成有以下幾個大的類別:環(huán)型(loop)，螺旋型(whorl)，弓型(arch)，這樣就可以將每個人的指紋分別歸類，進行檢索。指紋識別基本上可分成：預處理、特征選擇和模式分類幾個大的步驟。

③ 遙感

遙感圖像識別已廣泛用于農作物估產、資源勘察、氣象預報和軍事偵察等。

④ 醫(yī)學診斷

在癌細胞檢測、X射線照片分析、血液化驗、染色體分析、心電圖診斷和腦電圖診斷等方面，模式識別已取得了成效。