模板匹配分类法

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生活中我们有时需要将某些事物进行分类,大多数时候我们可以很快地知道某个事物或者某个事情属于哪一类。这中间运用到的其中一种方法就是模板匹配分类法。这是人工智能统计模式识别中,一种依赖已知存储模板识别事物或事情模式的技术。

基本概念

模板匹配分类法,顾名思义,就是将计算机中已经存储的模板与一个未知的模式进行匹配,看它和哪个模板最像,如果两者相配,就把未知的模板归到已知模板所在类别。

应用范围

模板匹配方法在字符识别、人脸识别等领域有广泛的应用,生活学习工作中我们认识事物的时候也常常可以应用此方法对事物进行归类。

使用方法及步骤

将已经存储的模板与新来的未知的事物或事情进行比较,当两者匹配时,就认为未知的事务和该模板是同一类模板。

应用案例

应用'1- '识别手写数字

案例:我们知道,印刷体和手写体差别会很大。不同的人写同样的数字,可能呈现出的样子千差万别。现在给出一个手写的数字,假设我们已有数字0到9的标准模板,如何识别手写的数字是哪个?

解决步骤:

  1. 将数字0的标准模板分成4行4列,当方格含有笔画的部分超过方格一半时,就用1来表示,否则用0来表示,第一行的末尾与第二行的开头相接,依次类推,从头到尾写成一个行的序列。其他数字一次类推;其中模板数字5的01序列为0110011000100110
  2. 对手写数字做同样的处理,也形成一个01序列为0111011000101110
  3. 将1中得到的各个序列与2中得到的手写序列进行对比,对比的结果相差最小的是5,该数字就被认定为是相差最小的模板数字5。

应用'2 - '作文体裁判断

案例: 大多数人从小学三年级就开始写作文,一直到高考结束,免不了老师批改作文。语文老师在批改作文的过程中,首先要判断的,就是学生所做的作文是否符合题目要求,假设现在有一道要求体裁为说明文的作文题目,学生们已根据自己的理解写出了作文,老师改卷过程中如何判断学生的作文体裁是说明文呢?

解决步骤:

首先老师要知道考试规定的能作答的所有的文体及对应的特征:

  • 说明文,记叙文,议论文,小说,散文
  • 说明文的特征是,以说明为主,客观地说明事物或阐明事理
  • 记叙文的特征是,以记叙,描写为主,记人,叙事,写景,状物
  • 小说,具有一定的虚构性,人物是描写的中心,连贯的情节,充分的环境描写
  • 散文,形散而神不散,意境深邃

将每种体裁的特点与学生所写的文章进行对比,当出现一种体裁与学生所写文章的特点相近较多的时候,老师就可以判定学生所写的文章体裁是什么了

在这个过程中,老师知道体裁及特点,相当于老师往自己脑中存储体裁的名称及特点,将学生文章与体裁特点进行对比,即将标准模板与未知模式进行匹配。

应用'3 – '扫描图片识别出类似的图片

我们在使用图片搜索引擎的时候,上传一张猫的图片后,它就可以帮你扫描出和你上传的猫图片类似的其他图片。它的工作原理就是把你上传的图片作为模板,将每个位置的颜色记下来,然后与网络上搜索到的图片进行匹配,匹配相似度大于一定值搜索引擎就会显示出来。

可以体现的计算思维

模板匹配分类法通过将事先存储标识的模板与未知的模式进行比较后找出未知模式对应的模板,体现了抽象的计算思维。