[University of Oulu] [Faculty of Science] [Department of Mathematical Sciences]



Tilastollinen hahmontunnistus (kevät 2010)


Laajuus 10 op

Luennot ti 10-12 ja ke 11-12 M101

Harjoitukset ti 12-14 PR 302

Taso: Syventävät opinnot

Soveltuvuus: Sopii sekä matematiikan, sovelletun matematiikan että tilastotieteen opiskelijoille




Uutta: luentomonisteen ensimmäinen versio on ilmestynyt (ks. alla)!




Kurssin tavoite, tarvittavat taustatiedot

Hahmontunnistus on mittausten ja havaintojen tekemistä luonnollisista kohteista, näiden mittausten automaattista analysointia sekä kohteiden tunnistamista analyysin perusteella. Tunnistettavana kohteena voi olla esimerkiksi käsin kirjoitettu merkki, ihmisen puhe, satelliittikuvassa näkyvän maaston tyyppi tai tai potilaan terveydentila. Kurssi esittelee tilastollisen hahmontunnistuksen käsitteistöä ja teoriaa.

Kurssin seuraaminen ei edellytä laajoja todennäköisyyslaskennan tai tilastotieteen taustatietoja. Todennäköisyyslaskennan perus- ja jatkokurssin tiedot pitkälti riittävät ja näiden ulkopuolelle menevät asiat opetetaan kurssin kuluessa. Lisäksi kuulijoilla oletetaan olevan lineaarialgebran ja useamman muuttujan differentiaali- ja integraalilaskennan perustiedot (lineaarialgebra I ja II, analyysi I ja II). Tarvittaessa keskeisiä asioita myös kerrataan.

Opetus koostuu luennoista sekä laskuharjoituksista. Lasketuista kotilaskuista saa hyvitystä kurssin jälkeisessä ensimmäisessä tentissä. 


Kurssin sisältö



Kirjoja

C. M. Bishop. Neural Networks for Pattern Recognition. Oxford University Press, 1995.

P. A. Devijver and J. Kittler. Pattern Recognition: A Statistical Approach, Prentice- Hall, Inc., 1982.

L. Devroye, L. Györfi, and G. Lugosi. A Probabilistic Theory of Pattern Recognition. Applications of Mathematics, 31. Springer-Verlag, 1996.

R. O. Duda and P. E. Hart. Pattern Classification and Scene Analysis. Wiley, 1973.

R. O. Duda, P. E. Hart, and D. G. Stork. Pattern Classification. Wiley-Interscience, second edition, 2000.

K. Fukunaga. Introduction to Statistical Pattern Recognition, 2nd edition, Academic Press, 1990.

D. J. Hand. Construction and Assessment of Classification Rules. Wiley series in probability and statistics. John Wiley & Sons, 1997.

G.J. McLachlan. Discriminant Analysis and Statistical Pattern Recognition, John Wiley & Sons Inc., 1992.

B. D. Ripley. Pattern Recognition and Neural Networks. Cambridge University Press, 1996.

S. Theodoridis and K. Koutroumbas. Pattern Recognition. Academic Press, 1999.

C. W. Therrien. Decision, Estimation and Classification. An Introduction to Pattern Recognition and Related Topics, John Wiley & Sons Inc., 1989.

Andrew Webb. Statistical Pattern Recognition. Arnold, London, Sydney, Auckland, 1999 (Second edition: John Wiley & Sons Ltd, 2002)

T. Y. Young and T. W. Calvert. Classification, Estimation and Pattern Recognition, Elsevier, 1974.


Lehtiä

IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine intelligence (IEEE Computer Society)

Pattern Recognition (Pergamon Press)

Pattern Recognition Letters (North Holland)


Luentomoniste

Kurssilla käytettävä luentomoniste löytyy tästä. (Huom. Tämä on 12.5.2010 päivitetty korjattu versio.)

Uudet versiot kuvista 3.3 ja 3.4.

Tuore, kohta ilmestyvä katsausartikkeli hahmontunnistuksesta (englanniksi) löytyy tästä.


Suomenkielistä materiaalia verkossa

Petri Koistisen Helsingin yliopistossa pitämien luentojen kotisivulta http://www.rni.helsinki.fi/~pek/hahmo02/index.html löytyy luentomonisteen lisäksi monia hyödyllisiä linkkejä.



Harjoitustehtävät

Viikoittaiset harjtoitustehtävät ovat alla. Ensimmäiset harjoitukset (Harjoitus 1) pidetään viikolla 3.

 

Harjoitus 1 (pdf)


Harjoitus 2 (pdf)


Harjoitus 3 (pdf) (huomaa: 2 sivua!). Tehtävän 5 ratkaisu: MATLAB koodia; Kuva (pdf)
R koodia


Harjoitus 4 (pdf) (huomaa: 2 sivua!). Tehtävän 5 ratkaisu: MATLAB koodia; Kuva 1 (pdf), Kuva 2(pdf), Kuva 3(pdf)
R koodia


Harjoitus 5 (pdf) (huomaa: 2 sivua!)


Harjoitus 6 (pdf)


Harjoitus 7 (pdf)


Harjoitus 8 (pdf) (huomaa: 2 sivua!) Tehtävän 5 ratkaisu: MATLAB koodia; Kuva 1 (pdf), Kuva 2(pdf)
R koodia


Harjoitus 9 (pdf) (huomaa: 2 sivua!)


Harjoitus 10 (pdf) (huomaa: 2 sivua!)


Harjoitus 11 (pdf) (huomaa: 2 sivua!)


Harjoitus 12 (pdf) (huomaa: 2 sivua!)

snowfall.txt

Snowfall, Gaussin ydin (pdf)

Snowfall, tasainen ydin (pdf)

R koodia



Harjoitus 13 (pdf) (huomaa: 2 sivua! Ja: näyttävät pitkiltä harjoituksilta mutta eivät itseasiassa ole sitä.)


Harjoitus 14 (pdf)



Lisätietoja


Pääsiäisloman lisäksi luentoja ja laskuharjoituksia ei myöskään pidetä 1.4 - 7.4 välisenä aikana. 


Lasse Holmström <Lasse.L.Holmstrom at oulu.fi> Last modified: Wed May 12 09:29:51 EET 2010