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人工智能之模式识别
第12次开课
开课时间: 2025年03月09日 ~ 2025年06月14日
学时安排: 每周3-5小时
进行至第6周,共14周 已有 549 人参加
认证学习
认证成绩和证书
智能问答和解析
视频学习辅助
立即参加
课程详情
课程评价(138)
spContent=人工智能是当今的研究和产业应用热点,而模式识别技术是其中的一个重要分支,赋予人工智能系统感知和识别的能力。课程教学团队来自北京理工大学模式识别与智能系统研究所,具有丰富的教学、科研及工程经验,并创新性地将研究性教学模式引入在线课程,将帮助您在学习算法基础的同时获得实践应用的能力。
人工智能是当今的研究和产业应用热点,而模式识别技术是其中的一个重要分支,赋予人工智能系统感知和识别的能力。课程教学团队来自北京理工大学模式识别与智能系统研究所,具有丰富的教学、科研及工程经验,并创新性地将研究性教学模式引入在线课程,将帮助您在学习算法基础的同时获得实践应用的能力。
—— 课程团队
课程概述

欢迎您来到《人工智能之模式识别》慕课课程!

这门课程不是科普讲座,也不是学术研究专题,而是一门工程技术类的专业课程。因此,课程将关注“从人工智能角度理解模式识别,用模式识别原理解决工程问题”,与您一起走入模式识别技术带来的人工智能奇境。


课程面向信息技术相关领域的学习者。如果您有《概率论与数理统计》和《线性代数》的基础知识,对人工智能中的智能感知、生物特征识别、机器学习或计算机视觉等领域有浓厚的兴趣,希望系统性地学习模式识别的基本原理和主要算法,并希望能够掌握运用所学知识分析解决实际模式识别问题的能力,欢迎您选修本课程!

本课程有3个层次的学习目标:

目标1—理解掌握模式识别的基础知识:通过课程学习,使学习者知悉模式识别技术的基本概念、基本理论、基本算法和应用方式,理解模式识别的主要研究内容、研究方向和研究方法,掌握统计模式识别和结构模式识别的基础算法;

目标2—分析设计模式识别的解决方案:通过课程学习、工程案例分析和算法实现练习,使学习者能够分析来自生产实践中的工程性模式识别问题,并能够依据所学基础知识,选择运用合适的模式识别算法和技术提出具体的系统性解决方案;

目标3—编程实现模式识别的算法系统:通过课程学习、工程案例分析和算法实现练习,使学习者能够针对工程性模式识别问题进行模式识别系统的数学建模,并通过计算机技术实现所设计的系统,同时能够评估系统的识别效果和不足,理解算法的局限性。

 

因此,本课程的特色可以概括为:基础性、趣味性、实践性

基础性:课程将比较全面地介绍模式识别的主流算法和核心问题,帮助学习者了解模式识别领域的全貌,并在理解其基本原理的基础上为后续深入学习某个具体方向打下坚实的基础;

趣味性:作为面向社会学习者的专业性课程,将采用结构更加灵活、材料更加丰富、讲解更加有趣的方式,避免过于枯燥和难以理解的数学理论成为学习者深入理解模式识别基本思想的障碍,使课程从内容到形式都有足够的吸引力;

实践性:绝大多数本课程的学习者都有能够通过课程学习掌握运用所学知识分析解决具体模式识别问题的期望。本课程将以一个具有一定复杂度和延展性的模式识别工程案例作为线索,逐步介绍该模式识别系统涉及到的各种基本概念和基本算法,并辅助以针对性的算法编程实现练习,帮助学习者达成实践性的学习目标。

 

《人工智能之模式识别》既强调基础性——知其然先知其所以然,又强调实践性——知其所以然还要知其用,因此把引入研究性学习模式作为本门在线课程的主要教学设计思路,在提供常规的慕课学习方法外,也加入了基于项目的实践性学习。

为达成学习目标,本课程设置了多条学习路径,您可以根据自己的需求和学习风格自由选择。无论选择哪条学习路径,都离不开理论学习、算法编程练习和对一个实际模式识别问题的分析解决。相信您经过这样的学习过程,不仅能深入理解模式识别各种算法的核心原理,而且能获得将其灵活运用到解决实际问题之中的能力。

 

虽然模式识别算法种类繁多,思路各异,但相互之间却有密切的逻辑关联,共同构成了模式识别技术的算法体系。

赶快加入本课程,让我们一起来探索其中的奥秘吧!

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授课目标

1. 通过课程学习,使学习者知悉模式识别技术的基本概念、基本理论、基本算法和应用方式,理解模式识别的主要研究内容、研究方向和研究方法,掌握统计模式识别和结构模式识别的基础算法;

2. 通过课程学习、工程案例分析和算法实现练习,使学习者能够分析来自生产实践中的工程性模式识别问题,并能够依据所学基础知识,选择运用合适的模式识别算法和技术提出具体的系统性解决方案;

3. 通过课程学习、工程案例分析和算法实现练习,使学习者能够针对工程性模式识别问题进行模式识别系统的数学建模,并通过计算机技术实现所设计的系统,同时能够评估系统的识别效果和不足,理解算法的局限性。

课程大纲
模块1 课程导论
课时目标:学习目标:理解模式识别的定义,了解课程学习目标、学习内容和学习方法,激发学习动力和学习兴趣。
1.1 什么是模式识别?
1.2 课程学习导引
模块2 模式识别系统
课时目标:学习目标:1. 理解模式识别的基础概念:包括特征与特征空间、有监督学习与无监督学习、紧致性、维数灾难、泛化能力与过拟合;2. 理解模式识别系统的一般结构,并理解各个环节的主要任务;3. 了解模式识别算法体系的全貌,理解算法之间的逻辑关系;4. 了解贯穿本课程的工程案例的主要任务和数据内容;5. 能够通过编程实现模板匹配算法来解决简单的模式识别问题。
2.1 模式识别的基本概念
2.2 模式识别的算法体系
2.3 第一个模式识别算法实例
2.4 算法实例演示-模板匹配
模块3 线性分类器
课时目标:学习目标:1. 理解线性分类器的基本原理:包括线性判别和广义线性判别,多分类线性判别函数和线性判别函数的几何意义;2. 理解线性分类器训练的一般思路;3. 理解感知器算法的原理,并能编程实现感知器算法去求解线性分类器;4. 理解LMSE算法的原理;5. 理解支持向量机的原理,并能编程实现支持向量机去解决简单的模式识别问题;6. 能够运用结构风险最小化准则对模式识别算法的泛化能力进行分析。
3.1 线性判别
3.2 感知器算法
3.3 算法实例演示:线性分类器
3.4 LMSE算法
3.5 支持向量机
3.6 算法实例演示:支持向量机
模块4 贝叶斯分类器
课时目标:学习目标:1. 理解贝叶斯分类器的原理,并能够编程实现贝叶斯分类器;2. 理解最近邻算法的原理,并能够编程实现KNN算法。
4.1 贝叶斯分类器
4.2 贝叶斯分类器的训练
4.3 算法实例演示:贝叶斯分类器
4.4 最近邻算法
4.5 算法实例演示:最近邻算法
模块5 特征降维
课时目标:学习目标:1. 理解特征降维的基本概念;2. 理解特征降维的主要方法,并能够在解决模式识别问题的过程中加以应用。
5.1 特征降维的基本概念
5.2 特征降维算法
模块6 聚类算法
课时目标:学习目标:1. 理解数据聚类的基本概念、特点和聚类算法的一般流程;2. 理解常用数据聚类算法的原理,包括试探法聚类、层次法聚类和动态聚类;3. 能够编程实现k均值聚类算法,并用于解决具体的模式识别问题。
6.1 什么是数据聚类?
6.2 主要聚类算法
6.3 算法实例演示:k均值聚类
模块7 组合分类器
课时目标:学习目标:1. 理解组合分类器的原理;2. 理解Adaboost算法和随机森林算法的基本原理,并能够编程实现这两种算法来解决模式识别问题。
7.1 组合分类的原理
7.2 典型的组合分类算法
7.3 算法实例演示:Adaboost
7.4 算法实例演示:随机森林
模块8 模糊模式识别
课时目标:学习目标:1. 理解与模糊模式识别相关的模糊数学基础知识;2. 理解常见模糊模式识别算法的基本原理;3. 能够编程实现模糊k均值算法,并用于解决模式识别问题。
8.1 模糊模式识别的基础知识
8.2 模糊模式识别算法
8.3 算法实例演示:模糊k均值聚类
模块9 神经网络分类器
课时目标:学习目标:1. 理解人工神经元网络的基本概念和用于模式识别的基本原理;2. 理解BP算法的原理,并能够编程实现BP算法;3. 理解深度学习的基本思想和主要算法的基本原理;4. 能够利用已有平台编程实现卷积神经网络,并用于解决模式识别问题。
9.1 人工神经元网络的基本概念
9.2 浅层神经网络
9.3 算法实例演示:BP算法
9.4 深度学习
9.5 算法实例演示:CNN
模块10 结构模式识别
课时目标:学习目标:1. 理解结构模式识别的基础概念和基本原理;2. 理解与句法模式识别相关的形式语言理论基础知识;3. 理解句法分析方法,并能够通过编程实现来解决简单的结构模式识别问题。
10.1 结构模式识别原理
10.2 形式语言理论基础
10.3 句法分析方法
10.4 算法实例演示:句法识别
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预备知识

线性代数、概率论与数理统计的基础知识。

参考资料

详见每周课程发布的学习资源。

北京理工大学
1 位授课老师
高琪

高琪

副教授

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