本書(shū)第1版《模式分類與場(chǎng)景分析》（Pattern Classification and Scene Analysis）于1973年問(wèn)世，在逾越四分之一世紀(jì)以后我們重寫(xiě)了第2版。寫(xiě)作的初衷依然不變，即盡可能對(duì)模式識(shí)別中的各個(gè)重要課題，尤其是對(duì)基本原理進(jìn)行系統(tǒng)性介紹。我們相信這會(huì)為相當(dāng)多有待解決的專門(mén)問(wèn)題，諸如語(yǔ)音識(shí)別、光學(xué)字符識(shí)別或信號(hào)分類等，提供必需的基礎(chǔ)。本書(shū)第1版的許多讀者經(jīng)常問(wèn)我們?yōu)槭裁匆�把“模式分類”與“場(chǎng)景分析”結(jié)合在一本書(shū)里寫(xiě)。在當(dāng)時(shí)，我們所能做的回答是，分類理論的確是模式識(shí)別學(xué)科中最重要的與領(lǐng)域無(wú)關(guān)的（domain�瞚ndependent）理論，而場(chǎng)景分析是那個(gè)年代僅有的并且重要的應(yīng)用領(lǐng)域。況且，根據(jù)1973年的研究水平，完全有可能把兩個(gè)內(nèi)容集中在一本書(shū)中闡述清楚而不顯膚淺。在隨后的這些年中，模式識(shí)別的理論和應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)迅速擴(kuò)展，使得上述觀點(diǎn)再也站不住腳。因?yàn)楸仨氁�做出選擇，所以我們決定在本版中只介紹分類理論，而把有關(guān)應(yīng)用的課題留給其他專門(mén)書(shū)籍來(lái)解決。自1973年以來(lái)，對(duì)第1版提出的許多問(wèn)題開(kāi)展了大量的研究，并且取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。僅僅是計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展已經(jīng)大大超過(guò)了學(xué)習(xí)算法和模式識(shí)別的步伐。第1版提出的一些突出問(wèn)題目前已獲圓滿解決，然而另外一些卻依然讓人灰心。模式識(shí)別系統(tǒng)所顯現(xiàn)的重大作用，使該領(lǐng)域的研究方興未艾，并且激動(dòng)人心。
當(dāng)我們撰寫(xiě)本書(shū)第1版時(shí)，模式識(shí)別還只是相當(dāng)專門(mén)的學(xué)科，但從其目前豐富的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，它已變得十分博大。這些應(yīng)用包括：筆跡和手勢(shì)的識(shí)別、唇語(yǔ)技術(shù)、地學(xué)分析、文件檢索以及氣泡室中的亞原子軌跡判讀。它為大量人機(jī)界面問(wèn)題提供核心算法，比如筆輸入計(jì)算。第2版的篇幅正說(shuō)明了其現(xiàn)有理論的廣博。雖然我們預(yù)計(jì)本書(shū)的絕大多數(shù)讀者都對(duì)開(kāi)發(fā)新的模式識(shí)別系統(tǒng)感興趣，但也不排除有少部分人專注于深刻理解現(xiàn)有的模式識(shí)別系統(tǒng)。這當(dāng)中最顯著的莫過(guò)于人類和動(dòng)物的神經(jīng)認(rèn)知系統(tǒng)。雖然研究模式識(shí)別的生物學(xué)起源已明顯超出本書(shū)的范圍，但是，由于對(duì)自然界中的模式識(shí)別能力感興趣的神經(jīng)生物學(xué)家和心理學(xué)家也越來(lái)越多地依賴于先進(jìn)的數(shù)學(xué)和理論的幫助，因此這部分專家也必將從本書(shū)中獲益。
盡管已有很多優(yōu)秀的書(shū)籍集中討論了某一部分技術(shù)，我們?nèi)匀粡?qiáng)烈地感覺(jué)需要像本書(shū)這樣采取某種不同的討論方法。也就是說(shuō)，本書(shū)并非集中在某些專門(mén)技術(shù)（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）上，相反，我們對(duì)一類特定的問(wèn)題——模式識(shí)別——開(kāi)展研究。本書(shū)討論了多種可行的技術(shù)。學(xué)生和實(shí)踐者常常需要知道某種技術(shù)是否適用于他們的特定需求或者開(kāi)發(fā)目標(biāo)，許多專門(mén)研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的書(shū)籍未必會(huì)討論其他的技術(shù)（諸如判定樹(shù)、最近鄰方法或者其他分類器）以提供比較和選擇不同方案的依據(jù)。為了避免出現(xiàn)這種問(wèn)題，我們將在本書(shū)中對(duì)比討論各種分類技術(shù)，并討論各自的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。
所有這些發(fā)展要求改寫(xiě)本書(shū)的第1版，以獲得一個(gè)統(tǒng)一的更新的版本。這一版我們不僅豐富了內(nèi)容，并且在以下幾方面進(jìn)行了改進(jìn)。
新的材料書(shū)中包含很多最近才發(fā)展起來(lái)并被實(shí)踐證明有用的模式識(shí)別的新技術(shù)，比如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)方法以及有關(guān)機(jī)器學(xué)習(xí)理論的問(wèn)題，等等。雖然本書(shū)仍然以統(tǒng)計(jì)技術(shù)為主，但是為了保持完整性，我們也加進(jìn)了句法（結(jié)構(gòu)）模式識(shí)別的內(nèi)容，以及許多“經(jīng)典”的技術(shù)，如隱馬爾可夫模型（HMM）、模型選擇機(jī)制、組合分類器等。
豐富的例題本書(shū)包含許多例題，這些例題通常使用很簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，避免冗長(zhǎng)單調(diào)的計(jì)算，但是又足夠復(fù)雜，使得能夠清楚地解釋關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。例題的作用在于增強(qiáng)直觀認(rèn)識(shí)，并幫助學(xué)生解答課后習(xí)題。
算法列表憑借算法可以最清楚地解釋所講述的模式識(shí)別技術(shù)。本書(shū)提供了很多算法。算法只是相應(yīng)的完整計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)基本骨架。我們假定每位讀者都熟悉算法采用的偽碼形式，或者可以通過(guò)上下文來(lái)理解
。加星號(hào)的節(jié)有些節(jié)加了星號(hào)，表明有些專門(mén)化，通常是一些補(bǔ)充材料，但它們一般不影響對(duì)后續(xù)不帶星號(hào)的節(jié)的理解，所以在初次閱讀時(shí)可以跳過(guò)。
上機(jī)練習(xí)這些練習(xí)并不限制采用哪種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言或系統(tǒng)，學(xué)生可以根據(jù)情況選擇適合自己的語(yǔ)言或系統(tǒng)。
習(xí)題增加了一些課后習(xí)題，并按提出問(wèn)題的章節(jié)組織。本書(shū)的習(xí)題另有答案手冊(cè)，可供教師選用。
�…￡P(guān)于本書(shū)教輔資源，只有使用本書(shū)作為教材的教師才可以申請(qǐng)，需要的教師可向約翰·威立出版公司北京代表處申請(qǐng)，電話010��84187869，電子郵件ayang@wiley�眂om。——編輯注
每章小結(jié)每章小結(jié)中含有該章中出現(xiàn)的重要概念和知識(shí)點(diǎn)。
增強(qiáng)的圖表為了更好地展示概念，我們花了很大的力氣來(lái)增強(qiáng)本書(shū)中的圖表，以解釋正文中的要點(diǎn)。部分圖表經(jīng)過(guò)了大量精心的計(jì)算和細(xì)致的參數(shù)設(shè)置。相關(guān)的Adobe Acrobat格式的文件可以登錄http://www�眞iley�眂om/products/subject/engineering/electrical/software supplemeleceng�県tml獲得。
附錄學(xué)生們未必?fù)碛兴�必需的�?shù)學(xué)基礎(chǔ)，這一點(diǎn)也不令人奇怪。為此，在書(shū)后附錄中補(bǔ)充了必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。我們力求通篇使用清晰的表示法來(lái)解釋關(guān)鍵特性，同時(shí)又保持可讀性。附錄中的符號(hào)列表能夠幫助那些愿意仔細(xì)鉆研預(yù)先使用符號(hào)的章節(jié)的讀者。
本書(shū)包含足以適合兩學(xué)期教學(xué)的高年級(jí)本科或研究生課程的內(nèi)容，當(dāng)然要是仔細(xì)挑選也適合一學(xué)期使用。一學(xué)期課程應(yīng)當(dāng)包括第1～6章、第9章和第10章（大部分來(lái)自第1版的內(nèi)容，僅僅增加了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)），加星號(hào)的各節(jié)可講可不講。
由于研究和發(fā)展速度如此之快，每章末尾的文獻(xiàn)和歷史評(píng)述就顯得十分有必要，盡管有些簡(jiǎn)略。我們的目的是幫助讀者有重點(diǎn)地選擇參考文獻(xiàn)來(lái)閱讀，而并不是記錄整個(gè)歷史發(fā)展過(guò)程和感謝、贊美或表?yè)P(yáng)某些研究者。參考文獻(xiàn)中有的重要文獻(xiàn)可能未必在正文中提及，讀者可根據(jù)標(biāo)題自行選閱。
如果沒(méi)有以下研究機(jī)構(gòu)的幫助，我們是不可能完成本書(shū)的。第一個(gè)也是最重要的一個(gè)當(dāng)屬理光發(fā)明公司（Ricoh Innovations，DGS & PEH）。在動(dòng)蕩和嚴(yán)酷的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中，以及對(duì)產(chǎn)品和創(chuàng)新的無(wú)休止的需求壓力之下，該公司能夠支持像本書(shū)這樣長(zhǎng)期和廣泛的教育研究項(xiàng)目，反映出這里有了不起的環(huán)境和氛圍，以及少有的和明智的領(lǐng)導(dǎo)集體。感謝理光發(fā)明公司研究發(fā)展部主任Morio Onoe在我們開(kāi)始寫(xiě)作時(shí)給予的熱情支持。同樣要感謝在寫(xiě)作本書(shū)時(shí)為我們提供臨時(shí)住所和幫助的圣何塞加州州立大學(xué)，斯坦福大學(xué)電氣工程系、統(tǒng)計(jì)學(xué)和心理學(xué)系，加州大學(xué)伯克利分校，國(guó)際高等科學(xué)研究院，尼爾斯·玻爾研究所，圣塔·菲研究所。
非常感謝斯坦福大學(xué)的研究生Regis Van Steenkiste、Chuck Lam和Chris Overton在圖形準(zhǔn)備方面提供的巨大幫助，Sudeshna Adak在解答習(xí)題中的幫助。感謝理光發(fā)明公司的同事Kathrin Berkner、Michael Gormish、Maya Gupta、Jonathan Hull和Greg Wolff的多方面幫助，圖書(shū)館工作人員Rowan Fairgrove幫助找到了很多難找的文獻(xiàn)，并確認(rèn)了許多文獻(xiàn)作者的名字。本書(shū)的很多內(nèi)容來(lái)自斯坦福大學(xué)和圣何塞加州州立大學(xué)的講義，從研究生那里得到的反饋使我們受益匪淺。許多教員和科研同人為本書(shū)提供了很好的建議，并糾正了很多疏誤。特別要感謝Leo Breiman、David Cooper、Lawrence Fogel、Gary Ford、Isabelle Guyon、Robert Jacobs、Dennis Kibler、Scott Kirkpatrick、Benny Lautrup、Nick Littlestone、Amir Najmi、Art Owen、Rosalind Picard、J.Ross Quinlan、Cullen Schaffer和David Wolpert，他們對(duì)本書(shū)進(jìn)行了評(píng)論。各領(lǐng)域的著名專家審閱了本書(shū)各章，他們是Alex Pentland（1）、Giovanni Parmigiani（2）、Peter Cheeseman（3）、Godfried Toussaint（4）、Padhraic Smyth（5）、Yann Le Cun（6）、Emile Aarts（7）、Horst Bunke（8）、Tom Dietterich（9）、Anil Jain（10）和Rao Vemuri（附錄），括號(hào)中的內(nèi)容是他們審閱的章。他們富有洞察力的評(píng)語(yǔ)對(duì)本書(shū)多方面的改進(jìn)都有幫助。不過(guò)，我們對(duì)仍然存在的錯(cuò)誤負(fù)責(zé)。本書(shū)編輯George Telecki給了我們很大的鼓勵(lì)和支持，而且沒(méi)有抱怨我們一拖再拖。他和Wiley公司的其他員工都非常樂(lè)于幫助我們，給我們提供了許多專業(yè)支持。最后非常感謝Nancy、Alex和Olivia Stork對(duì)我們沉迷寫(xiě)作的理解和忍耐。


David G. Stork
Richard O. Duda
Peter E. Hart
2000年8月