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Lexikon der Biologie: Mustererkennung

Mustererkennung, das Erkennen von Objekten, Geräuschen, Gesängen usw. mit den visuellen (Auge) und auditorischen Sinnen (Gehörorgane) anhand ihrer charakteristischen Muster. Der Mustererkennungsprozeß läßt sich in 2 Teile untergliedern: 1) die Extraktion der Merkmale und 2) deren Klassifikation. Für das Erkennen von Mustern über den visuellen Sinn benötigt der Organismus große Kapazitäten zur Informationsverarbeitung (Information), da z.B. ein Muster, das selbst nicht bewegt ist, dennoch auf der Retina (Netzhaut) durch die Eigenbewegung des Lebewesens nicht statisch ist (Bewegungswahrnehmung). Außerdem müssen Faktoren wie Lichtveränderung, Entfernung (Entfernungssehen) oder die Orientierung des Organismus im Verhältnis zum Muster in die Informationsverarbeitung mit einbezogen werden. Untersuchungen an Kröten zum Erkennen von Objekten und der Gesangsmustererkennung von Grillen (Gesang, Lautäußerung, Stridulation) zeigten in beiden Fällen ein ganz ähnliches mehrstufiges Filtersystem ( vgl. Infobox ). – In künstlichen Bilderkennungssystemen und künstlichen neuronalen Netzen (neuronale Netzwerke) werden die zu erkennenden Objekte durch einen Vektor (Merkmalsvektor) beschrieben. Eine gewisse Schwierigkeit besteht hier in einer guten Auswahl der beschreibenden Merkmale: Sie sollen möglichst ähnlich für Objekte gleicher Kategorie und möglichst verschieden für Objekte unterschiedlicher Kategorien sein. Anwendungen der Mustererkennung ergeben sich u.a. im Bereich der Spracherkennung (Sprache), Sprecherverifikation, Handschrifterkennung, Einstufung von EKG-Signalen (Elektrokardiogramm), medizinischen Bilddatenkategorisierung (bildgebende Verfahren), visuellen Objektklassifikation und militärischen Erkennungsaufgaben. Bildwahrnehmung, Drei-Sekunden-Phänomen, Gesichtererkennung, Jungenerkennung, künstliche Intelligenz, Wiedererkennen.

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