模式识别是一门应用性极强的学科,主要研究如何用计算机对模式进行辨识和分类的理论和方法,包括模式信息获取、模式特征提取和选择、模式分类与识别等。
模式识别课程使学生了解模式识别的基本概念、基本理论、基本算法和应用方法,理解模式识别的研究内容、研究方向和方法,掌握并实现模式识别的基本算法,并能够应用这些方法解决具体的模式识别问题,如数据分类、图像分类、文本分类、人脸识别以及其他领域。通过本课程的学习,使学生具有扎实的数学基础,了解和学习本领域的最新技术知识和技术成果,具备收集、分析、判断、归纳国内外最新技术信息的能力,开拓学生视野,激发学生学习兴趣,培养良好的科学素质。
1. 学生应能够灵活运用所学知识,判断问题所需知识点;
2. 应掌握模式识别中常见的分类、聚类方法、近邻法、支持向量机等算法的基本思想和实现方法;
3. 综合运用知识分析解决复杂问题的能力;
4. 编程实现解决实际问题的能力,运用技能解决本专业和相关领域的实际问题的能力。
本课程的学习环节包含:观看讲课视频并参与讨论、完成单元测试、完成实验作业、参加期末考试。
1. 成绩构成:观看课程视频并参与讨论占20%,单元测试10%,完成实验作业并上传20%,期末考核50%;
2. 单元测试的题型以选择题、填空题、判断题等客观题型为主;
3. 实验作业以算法及程序设计题目为主;
4. 期末考试题型以问答题和计算题为主,根据课程教学大纲和授课内容来确定考试范围和考试要求;
成绩分为三级计分制:分别为优秀、合格、不合格;85分至100分为优秀,可获得优秀证书;总评成绩60分至84分为合格,可获得合格证书。
课程概述
课程介绍
教学大纲
课程教学日历
课程团队介绍
第一章 模式识别概论
1-1 模式及模式识别
1-2 模式识别系统
第一章 习题
模式识别发展前景
第一章 习题
第二章 贝叶斯决策理论
2-4 正态分布及性质回顾
2-5 基于最小错误的正态分布的贝叶斯分类
拓展学习- 贝叶斯网络
本章课程难点和重点
本章课程导学
2-1 贝叶斯判别理论概述
2-2 基于最小错误率的贝叶斯分类
2-3 基于最小风险的贝叶斯决策
贝叶斯决策理论章节作业
贝叶斯决策分析单元测试
第三章 概率密度函数的估计
第一节 介绍和最大似然估计
第二节 贝叶斯估计
第三节 概率密度的非参数估计
本章课程导学
概率密度函数估计-Parsen窗函数法
第四章 线性分类器
第四章课程 导学
4-1 线性判别函数的基本概念
4-2-1 Fisher 判别分析——基本参量
4-2-2 Fisher判别分析——准则函数
4-3 感知器准则
4-3-2 感知器准则例子
4-4 线性支持向量机-基本概念
4-4 线性支持向量机-分类器
本章重点和难点
4-5 最小平方误差判别
线性分类器作业
第四章 线性分类器
第五章 非线性分类器
第五章 课程导学
5-1 分段线性分类器
5-2 非线性支持向量机
5-3 非线性分类器——神经网络(1)
5-3 非线性分类器——神经网络(2)
本章重点和难点
神经网络BP算法证明推导
第六章 近邻法
6-1 近邻法
6-2 改进近邻法——剪辑近邻法
本章重点和难点
近邻法作业
决策树作业
第七章 特征选择和特征提取
第七章 课程导学
7-1 特征选择
7-2 K-L变换
7-3 K-L变换在人脸识别中的应用
7-2 主成分分析
拓展学习——非线性特征提取
本章重点和难点
特征选择作业
第八章 非监督学习
第八章 课程导学
8-1 基于模型的聚类法
8-2 动态聚类法——Kmeans方法
8-3 层次聚类法
本章重点和难点
先修课程:《数学分析》、《线性代数》,《概率论与数理统计》,《MATLAB程序设计》
1. 《模式识别》第三版,张学工主编,2010年8月,清华大学出版社;
2.《模式识别》第四版,张学工主编, 2021年 9月,清华大学出版社;
3. 《机器学习》,周志华主编,2016年1月,清华大学出版社;
4. 《模式识别与智能计算:Matlab技术实现》,杨淑莹主编,2008年1月,电子工业出版社
Q : 这门课程是不是理论性很强,是不是特别难学?
A : 这门课程的综合性比较强,涉及的知识非常广泛,但是课堂教学从实例出发,注重问题的分析、建模和优化,理论求解部分要求相对较弱,因此对于大部分具有一定数学基础的学生来说都可以听懂。
Q : 这门课程需要很强的编程能力吗?
A : 这门课程需要理解和掌握的算法比较多,学会用MATLAB或Python来解决算法的实现和编程是必要的,起步上手相对比较容易,MATLAB或Python有一些可以直接使用的工具箱或包,也有很多代码是可以直接使用的,所以关键在于理解和掌握。复杂的问题的求解需要高一些的编程能力,这些可以在学习过程中积累和提高。