識(shí)別技術(shù)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的新發(fā)展
在菜市場(chǎng),我們不用擔(dān)心零錢問(wèn)題,刷刷手機(jī)就能付款;在火車站,我們不用排隊(duì)取票,刷刷身份證就能順利進(jìn)展;回到家,我們不怕忘帶鑰匙,刷刷指紋就能開(kāi)門。
這些便利,離不開(kāi)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù),又被稱為模式識(shí)別,是指通過(guò)計(jì)算機(jī)用數(shù)學(xué)技術(shù)方法來(lái)研究模式的自動(dòng)處理和判讀?!澳J健卑凑辗诸愐罁?jù)的不同,可以被分成很多種類別,例如按照識(shí)別對(duì)象的不同,可以分為對(duì)環(huán)境的識(shí)別和對(duì)客體的識(shí)別。如果這個(gè)客體是人類的話,我們又可以把模式識(shí)別分為光學(xué)信息識(shí)別和聲學(xué)信息識(shí)別等類別。
20世紀(jì)40年代至 20世紀(jì)50年代,隨著計(jì)算機(jī)及人工智能的誕生,模式識(shí)別的概念也應(yīng)運(yùn)而生。到了20世紀(jì)60年代,模式識(shí)別技術(shù)迅速發(fā)展,成為一門新興的學(xué)科。早期的模式識(shí)別技術(shù)的研究重點(diǎn)主要集中在數(shù)學(xué)方法上,統(tǒng)計(jì)決策理論方法求解模式識(shí)別問(wèn)題的理論極大的促進(jìn)了模式識(shí)別研究的發(fā)展。而后,有科學(xué)家將模式識(shí)別的研究方向轉(zhuǎn)移到了人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,學(xué)者們發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)所具有的存儲(chǔ)和計(jì)算能力,將給模式識(shí)別技術(shù)帶來(lái)新的革新。人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也不負(fù)所望,在短短幾年內(nèi)就極大的推動(dòng)了模式識(shí)別技術(shù)的發(fā)展,取得了很多應(yīng)用上的成果。
模式識(shí)別技術(shù)之所以能夠飛速發(fā)展,離不開(kāi)它的顯著特點(diǎn)。與人工相比,模式識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)非常顯著,速度快、準(zhǔn)確度高,即效率高。對(duì)于飛速發(fā)展的市場(chǎng)而言,效率無(wú)疑與競(jìng)爭(zhēng)力與效益直接掛鉤,這對(duì)于任何一個(gè)領(lǐng)域而言,都是不能放棄的“關(guān)節(jié)”般的技術(shù)。
隨著模式識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展,其所應(yīng)用的領(lǐng)域不斷拓寬,與其它學(xué)科的交叉也日益增多。不過(guò),從模式識(shí)別系統(tǒng)的本質(zhì)上來(lái)看,模式識(shí)別的關(guān)鍵就是利用模糊數(shù)學(xué)的理論去解決分類識(shí)別的問(wèn)題。按照識(shí)別技術(shù)所應(yīng)用的領(lǐng)域的不同,目的的不同,所采用的識(shí)別方法也不同。不過(guò)總體而言,模式識(shí)別系統(tǒng)基本上可以由三個(gè)部分組成,分別是數(shù)據(jù)的采集與生成,數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)分類。
模式識(shí)別的發(fā)展方向多樣,目前主要有圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音語(yǔ)言信息處理等研究方向。
圖像處理技術(shù)很好理解,即用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理的技術(shù)。圖像處理技術(shù)在模式識(shí)別上的應(yīng)用,需要讓計(jì)算機(jī)從圖像中抽取某些有用的度量、數(shù)據(jù)或信息,并進(jìn)行分析,進(jìn)而進(jìn)行分類與識(shí)別。在模式識(shí)別的實(shí)際應(yīng)用中,圖像處理技術(shù)往往作為前置處理步驟出現(xiàn),需要聯(lián)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)才能完成實(shí)際應(yīng)用。
計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)是指使用設(shè)備對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、分析和處理的一項(xiàng)技術(shù)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的主要任務(wù),就是模擬生物視覺(jué),對(duì)所采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并獲取相應(yīng)場(chǎng)景的三維信息。對(duì)于人類以及其他生物而言,通過(guò)視覺(jué)感知環(huán)境是一種編進(jìn)基因中的本能,但這對(duì)于計(jì)算機(jī)而言卻極具挑戰(zhàn)性。計(jì)算機(jī)視覺(jué)是一門綜合性的學(xué)科,包含計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程、信號(hào)處理、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科。
語(yǔ)言信息處理是語(yǔ)言學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉形成的一門學(xué)科,其理論基礎(chǔ)就是計(jì)算語(yǔ)言學(xué)。計(jì)算語(yǔ)言學(xué)可以通過(guò)建立形式化的數(shù)據(jù)模型,去分析、處理自然語(yǔ)言,最終達(dá)到使用機(jī)器模擬人類的部分乃至全部語(yǔ)言能力的目的。自然語(yǔ)言是人類在自身發(fā)展過(guò)程中所產(chǎn)生的語(yǔ)言,例如我們所學(xué)習(xí)的中文、英文。而計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是人工語(yǔ)言的一種,是用于人與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的語(yǔ)言,例如我們所學(xué)習(xí)的C語(yǔ)言、python。
隨著全球信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,我們即將邁入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,市場(chǎng)對(duì)于模式識(shí)別技術(shù)的需求也會(huì)日益增加,這也將進(jìn)一步推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
比如說(shuō),隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),信息的傳播維度與豐富度不斷增加,文字、語(yǔ)音、圖像、視頻等不同形式的信息往往會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。我們從2G邁入5G的過(guò)程中,互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)也從單模態(tài)轉(zhuǎn)變到了多模態(tài)。這種轉(zhuǎn)變帶來(lái)了很多新的經(jīng)濟(jì)效益,例如播客、視頻博主乃至直播行業(yè)的興起,都受益與互聯(lián)網(wǎng)信息的多模態(tài)發(fā)展。這種發(fā)展,也推動(dòng)了模式識(shí)別技術(shù)從單模態(tài)識(shí)別到多模態(tài)識(shí)別的發(fā)展。模式識(shí)別技術(shù)只有適應(yīng)了多模態(tài)的數(shù)據(jù)信息,才能用好這些寶貴的數(shù)據(jù),為我們提供諸如“個(gè)性化推薦”這樣的功能;也才能管好這些寶貴的數(shù)據(jù),為我們的網(wǎng)上沖浪提供隱私保護(hù)與清朗的環(huán)境。
在其它行業(yè)上,由于單一的模式識(shí)別技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn),在應(yīng)用上難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。所以,在一些安全等級(jí)要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中,往往需要采用兩種甚至兩種以上的模式識(shí)別技術(shù)。而隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái),這種多方法聯(lián)合的模式識(shí)別技術(shù)也有望走向現(xiàn)實(shí),為我們的日常生活與工作,提供更可靠的保障與更人性化的便利。
模式識(shí)別技術(shù)對(duì)于大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、智慧醫(yī)療等關(guān)鍵信息化進(jìn)程具有重要意義,而隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來(lái)與國(guó)家對(duì)于科技創(chuàng)新的大力投入,識(shí)別技術(shù)的市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)大,中國(guó)在識(shí)別技術(shù)上也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,前景可期。