模糊模式识别的方法优秀PPT.ppt

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1、中国人民解放军后勤工程学院中国人民解放军后勤工程学院 Logistical Engineering University of PLA任课教员任课教员：王春林王春林专业层次专业层次：研究生各专业：研究生各专业基础部数学教研室基础部数学教研室 2011年年你现在浏览的是第一页，共27页第三章第三章 模糊模式识别模糊模式识别3.1 3.1 模糊模式识别的直接方法模糊模式识别的直接方法3.2 3.2 模糊模式识别的间接方法模糊模式识别的间接方法3.3 3.3 隶属函数的建立隶属函数的建立你现在浏览的是第二页，共27页 模式识别模式识别（Pattern Recognition）是一门判断学科，属于是一

2、门判断学科，属于计算机应用领域，主要目的是让计算机仿照人的思维方计算机应用领域，主要目的是让计算机仿照人的思维方式对客观事物进行识别、判断和分类。式对客观事物进行识别、判断和分类。但是，在实际中，由于客观事物本身的模糊性，加上人但是，在实际中，由于客观事物本身的模糊性，加上人们对客观事物的反映过程也会产生模糊性，使得经典的识们对客观事物的反映过程也会产生模糊性，使得经典的识别方法已不能适应客观实际的要求。因此，别方法已不能适应客观实际的要求。因此，模式识别与模糊模式识别与模糊数学关系很紧密。数学关系很紧密。如：如：阅读一篇手写文字；医生诊断病人的病情；破案时阅读一篇手写文字；医生诊断病人的病情

3、；破案时对指纹图像的鉴别；军事上对舰船目标的识别等等，都对指纹图像的鉴别；军事上对舰船目标的识别等等，都可归结为模式识别问题。可归结为模式识别问题。你现在浏览的是第三页，共27页3.1 模糊模式识别的直接方法模糊模式识别的直接方法一、最大隶属原则一、最大隶属原则例：学生学习成绩鉴定。例：学生学习成绩鉴定。分数分数百分制 规范化规范化优、良、差。你现在浏览的是第四页，共27页模糊数学解决：模糊数学解决：0180100906070你现在浏览的是第五页，共27页你现在浏览的是第六页，共27页你现在浏览的是第七页，共27页例例1 细胞染色体形状的模糊识别细胞染色体形状的模糊识别 细胞染色体形状的模糊识

4、别就是几何图形的模糊细胞染色体形状的模糊识别就是几何图形的模糊识别识别,而几何图形常常化为若干个三角图形而几何图形常常化为若干个三角图形,故设论域为故设论域为三角形全体三角形全体.即即X=(A,B,C)|A+B+C=180,ABC 标准模型库标准模型库=E(正三角形正三角形),R(直角三角形直角三角形),I(等腰三等腰三角形角形),IR(等腰直角三角形等腰直角三角形),T(任意三角形任意三角形).有人在实验中观察到一染色体的几何形状，测得有人在实验中观察到一染色体的几何形状，测得其三个内角分别为其三个内角分别为94,50,36,即待识别对象为即待识别对象为x0=(94,50,36).问问x0应

5、隶属于哪一种三角形？应隶属于哪一种三角形？你现在浏览的是第八页，共27页先建立标准模型库中各种三角形的隶属函数先建立标准模型库中各种三角形的隶属函数.直角三角形直角三角形的隶属函数的隶属函数R(A,B,C)应满足下条件：应满足下条件：(1)当当A=90时时,R(A,B,C)=1;(2)当当A=180时时,R(A,B,C)=0;(3)0R(A,B,C)1.因此，定义因此，定义R(A,B,C)=1-|A-90|/90.则则R(x0)=0.955.你现在浏览的是第九页，共27页 正三角形正三角形的隶属函数的隶属函数E(A,B,C)应满足下条件：应满足下条件：(1)当当A=B=C=60时时,E(A,B

6、,C)=1;(2)当当A=180,B=C=0时时,E(A,B,C)=0;(3)0E(A,B,C)1.因此，定义因此，定义E(A,B,C)=1 (A C)/180.则则E(x0)=0.677.你现在浏览的是第十页，共27页 等腰三角形等腰三角形的隶属函数的隶属函数I(A,B,C)应满足下条件：应满足下条件：(1)当当A=B 或者或者 B=C时时,I(A,B,C)=1;(2)当当A=180,B=60,C=0时时,I(A,B,C)=0;(3)0I(A,B,C)1.因此，定义因此，定义I(A,B,C)=1(AB)(B C)/60.则则I(x0)=0.766.你现在浏览的是第十一页，共27页等腰直角三角

7、形等腰直角三角形的隶属函数的隶属函数(IR)(A,B,C)=I(A,B,C)R(A,B,C);(IR)(x0)=0.7660.955=0.766.任意三角形任意三角形的隶属函数的隶属函数 T(A,B,C)=IcRcEc=(IRE)c.T(x0)=(0.7660.9550.677)c=(0.955)c=0.045.通过以上计算通过以上计算,R(x0)=0.955最大最大,所以所以x0应隶属于直角三角形应隶属于直角三角形.你现在浏览的是第十二页，共27页例例2 2 大学生体质水平的模糊识别大学生体质水平的模糊识别.对某大学对某大学240名男生的体质水平按名男生的体质水平按中国学生体质健康调查研中国

8、学生体质健康调查研究究手册上的规定手册上的规定,从从18项体测指标中选出了反映体质水平的项体测指标中选出了反映体质水平的4个个主要指标主要指标(身高、体重、胸围、肺活量身高、体重、胸围、肺活量)根据聚类分析法，将根据聚类分析法，将240名男生分成名男生分成5类：类：作为论域作为论域U(大学生大学生)上的一个标准模型库，然后用最大隶属原则，上的一个标准模型库，然后用最大隶属原则，去识别一个具体学生的体质。去识别一个具体学生的体质。5类标准体质的类标准体质的4个主要指标的观个主要指标的观测数据如下表所示。测数据如下表所示。你现在浏览的是第十三页，共27页身高身高(cm)体重体重(kg)胸围胸围(c

9、m)肺活量肺活量(cm3)158.43.047.98.484.22.43380184163.44.850.08.689.06.23866800166.93.655.39.488.37.04128526172.64.657.78.289.26.44349402178.44.261.98.690.98.04536756你现在浏览的是第十四页，共27页 现有一名待识别的大学生现有一名待识别的大学生x=x1,x2,x3,x4 =167.8,55.1,86,4120，他应属于哪种类型？，他应属于哪种类型？你现在浏览的是第十五页，共27页计算得：计算得：你现在浏览的是第十六页，共27页例例3 3 考虑通货

10、膨胀问题。设论域为考虑通货膨胀问题。设论域为 R+=x R|x0，它表示价，它表示价格指数的集合，将通货状态分成格指数的集合，将通货状态分成 5 5 个类型（个类型（x 表示物价上涨表示物价上涨 x%)：通货稳定通货稳定轻度通货膨胀轻度通货膨胀你现在浏览的是第十七页，共27页中度通货膨胀中度通货膨胀重度通货膨胀重度通货膨胀恶性通货膨胀恶性通货膨胀你现在浏览的是第十八页，共27页 当当 x0=40 时，即物价上涨率为时，即物价上涨率为40%，我们有：，我们有：A1(40)0，A2(40)0，A3(40)=0.0003 A4(40)=0.1299，A5(40)=0.6412。此时，通货状态属于此时

11、，通货状态属于恶性通货膨胀恶性通货膨胀。当当 x0=8 时，即物价上涨率为时，即物价上涨率为 8%，我们有：，我们有：A1(8)=0.3679，A2(8)=0.8521，A3(8)=0.0529 A4(8)0，A5(8)0。此时，通货状态属于此时，通货状态属于轻度通货膨胀轻度通货膨胀。你现在浏览的是第十九页，共27页二、阈值原则二、阈值原则2.2.两个或两个以上的隶属度都比较高或差不多两个或两个以上的隶属度都比较高或差不多都满足都满足 在实际中会出现以下两种情况：在实际中会出现以下两种情况：1.1.待识别对象对于标准模式的隶属度都不高待识别对象对于标准模式的隶属度都不高不能识别不能识别你现在浏览的是第二十页，共27页你现在浏览的是第二十一页，共27页你现在浏览的是第二十二页，共27页你现在浏览的是第二十三页，共27页你现在浏览的是第二十四页，共27页你现在浏览的是第二十五页，共27页你现在浏览的是第二十六页，共27页 用这一方法对丰镇用这一方法对丰镇 1959-1970 1959-1970 年间的年间的 12 12 年作了预报，年作了预报，除除 1965 1965 年以外均报年以外均报对对，历史拟合率达，历史拟合率达 11/1211/12。你现在浏览的是第二十七页，共27页