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個人HP After Cider の管理人、 ほねっとのブログです。 なのはプロジェクトとか大好きです。 八神はやてが大好きな管理人です。 コメント歓迎です!
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月曜4限 パターン認識/パターン識別
石塚 満 教授

シラバス
画像パターンだけに限らず,データやテキストも対象にして認識/識別する
汎用性の高い基礎となる統計的手法を中心にして学ぶ.事例データからの
識別器の設計は学習であることから,統計的学習の基礎も含む.データ
マイニングとも部分的に関係する.

参考図書
1)R. O. Duda, P.E. Hart and D. G. Stork:
Pattern Classification -- 2nd Edition,
John Wiley & Sons, 2001.
[邦訳] 尾上守夫(監訳):パターン識別,新技術コミュニケーションズ,2001.

2)C. M. Bishop: Pattern Recognition and Machine Learning,
Springer-Verlag, 2006.
[邦訳] 元田浩,他(監訳):パターン認識と機械学習(上,下),
 シュプリンガー・ジャパン,2007.

3)P. N. Tan, M. Steinbach and V. Kumar: Introduction to Data Mining,
Addison Wesley, 2006.

評価方法
出席とレポート
出席半分以上ないと単位は来ない



パターンとは?
視覚的パターン:図形・画像・映像・3D物体・シーン
ほかには:波形・音声・データセット・テキスト・Webページなど

人間(動物)
  自分にとって危険かどうかを見分ける=生存するうえで必須

識別⇒記号化⇒言語

認識(recognition) … 識別・分類(classification) + 理解(understand)←部分要素間の(空間的)関係構造まで把握

パターン集合からカテゴリーに対応付けする
(類似度やパターン間の距離を使う)
画像1


文脈依存性 OCRで「A」のてっぺんの部分が離れてた場合: T☆EならTHE 、 C☆TならCAT
みたいな


0.直接的パターンマッチング
 1)標準的パターンとの相互相関係数(テンプレートマッチング)

 一般マッチング尺度 標準パターン:f 未知入力パターン:g
 ∬|f-g|^2=∬f^2 - 2∬fg + ∬g^2 のfgがマッチングの尺度になる

 2)定点サンプリング
 重要な点でのみマッチング

 3)ゾンデ法(手書き数字認識)
 定点から検出線をだし、図形要素が乗る検出線でマッチング(若干の柔軟性)

 4)一次系列の場合
  音声⇒HMM(隠れマルコフモデル)
 文字系列
 例:f1=cbabdbb テンプレート
   g=cbbabbdb 入力パターン

 パターン間の距離:編集距離(代入・削除・挿入の回数)
 効率的な距離計算法DP(Dynamic Programming)


データマイニングのTop10アルゴリズム
1 C4.5
2 K-Means
3 SVM
4 Apriori
5 EM
6 PageRank
7 Ada Boost
8 kNN
9 Naive Bayes
10 CART


1.統計パターン認識(Statistical Pattern Recognition)
 入力→[前処理]→[特徴抽出]→[識別・分類]→出力・クラス(ω1,ω2)

 前処理:検出・セグメンテーション・など
 特徴抽出:x=(x1 x2 x3…)' 特徴ベクトルを作る
  どんな初期特徴がいいのかの理論がなく、設計者の直観に頼るところが大きい
  抽出した特徴の選択・組み合わせ変換については理論あり

特徴量の例
 面積・周囲長・円形度・長軸長・輪郭のフーリエ成分・2Dのフーリエ成分・平均濃度・平均カラー
テキスト文章の時
 単語ベクトル(Bag-of-Words(Stock Words(the,a,isなど)を除く))・形態素解析
 ・steming(-es -edなど取り除く)を行う・単語のn-gramをとる・係り受け関係など
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