模式識別設備

基本概念

廣義來說，存在於時空之中所有可以觀察的事物，如果可以區別其特性是否相同或近似，就可以稱之為模式；

狹義地說，模式是通過對具體的個別事物進行觀測所得到的具有時間和空間分布的信息。

將模式所屬的類別或同一類中模式的總體稱為模式類，也可以簡稱為類。

在一定的量度或觀測基礎上，將觀察目標與己有模式相比較、配準，判斷其類屬的過程就是模式識別。簡而言之，將對象進行分類就是模式識別的任務。

用來完成模式識別任務的設備就是模式識別設備。

模式識別設備的構成可以是一體式的，也可以是模組化的。無論是如何構成的，都需要根據模式識別的步驟來構成，同時也會區分為軟體和硬體兩個部分。

一個完整的模式識別系統由數據獲取、數據處理、特徵提取和分類以及分類決策四部分構成。

模式識別設備是模式識別系統的具體實現。

一個完整的模式識別系統需要的最基本設備為信息提取設備和信息處理設備，大部分還需要存儲設備。

信息提取設備用來提取目標的信息，對應的是模式識別的步驟中的數據獲取；

信息處理設備用來對提取的信息進行處理和分析，對應的是模式識別的步驟中的數據處理、特徵提取和分類以及分類決策；

存儲設備用來存儲提取到的信息和用以判斷模式類的規則，也可以存儲一些系統的屬性信息。

典型的模式識別設備是由掃描/記錄設備、處理設備和存儲設備構成的。

掃描/記錄設備如攝像頭、話筒、掃瞄器等，事實上，任何可以提取信息的設備都具備稱為模式識別設備的條件，比如成分分析儀、血液採集儀、放射探測儀等等各個領域的信息數據採集儀器。

處理設備一般由計算機完成，無論是通用計算機還是嵌入式計算機或者是專用計算機，只要有處理計算能力都可以作為處理設備。需要說明的一點是，有些對原始數據的預處理過程是集成在掃描設備中的，通過一些機械結構或硬體電路完成，比如對信號的濾波，對圖像的灰度化、二值化，對成分的預篩選等。

計算機不僅對原始數據或預處理後的數據進行處理和特徵提取分析，也需要進行分類決策，將提取到的特徵和規則庫或模板庫中的規則或特徵相比較，再根據一定的策略得到目標所屬模式類。

模式識別設備的軟體系統結構包括人機互動、數據處理、特徵分類和規則庫管理。

人機互動是為了人們能夠更加方便直觀的使用模式識別設備，使設備更具有親和性，提高設備的智慧型感；數據處理和特徵分類是整個系統的核心，通常在計算機上完成，根據實際套用環境的不同，有不同的理論和算法來支撐這一部分。規則庫管理是構建規則庫或資料庫的管理程式，定義了規則庫的數據結構和讀寫規則。