Apprentissage à partir de données
Reconnaissance des formes

Le but de la reconnaissance des formes est de concevoir des outils automatiques, informatiques, capables de reconnaître des formes, ou patterns en anglais (où l’on parle de pattern recognition). La reconnaissance des formes (RDF dans la suite) est un domaine qui a fortement évolué ces dernières décennies si bien que ses contours sont devenus aujourd'hui plus flous. Il n’est pas simple d’en trouver une définition dans laquelle tous les chercheurs en RDF se reconnaîtront.

Il s'agit d'une discipline ancienne, Bishop rapporte par ailleurs que c’est la collection systématique d’observations astronomiques par Tycho Braha au XVI^e siècle qui a permis à Johann Kepler la découverte de lois empiriques sur le mouvement des planètes. On peut multiplier de tels exemples et remonter très loin dans notre passé.

Si l’on s’intéresse à l’histoire moderne de la RDF, disons depuis les années 1980, et à ses développements récents liés bien entendu au développement des machines informatiques, on constate qu’elle s’est tout d’abord attachée à l’automatisation de tâches perceptives. Une des applications phares du domaine fut la reconnaissance de l’écriture, qui reste un champ d’application et de recherche actif aujourd’hui. Au-delà, la vision, à travers la reconnaissance d’objets dans des images, mais également l’audition et la reconnaissance automatique de la parole sont des applications emblématiques et historiques de la reconnaissance des formes.

C’est une des raisons pour laquelle la reconnaissance des formes a longtemps été considérée comme une composante du domaine plus vaste, et également fortement pluridisciplinaire, de l’intelligence artificielle (IA), dont un but ultime pourrait être de produire des robots doués d’intelligence, capables non seulement d’apprendre et de raisonner mais également d’interagir y compris physiquement avec le monde extérieur, donc de se mouvoir, de reconnaître leurs interlocuteurs et les objets d’une pièce, de parler, d’entendre, de comprendre, raisonner, etc. Dans ce schéma, la RDF a eu initialement pour rôle de produire tous les algorithmes nécessaires à la perception abstraite de l’environnement (obstacles, individus, etc.) à partir de senseurs sur le monde extérieur.

Progressivement, la RDF s’est émancipée de la tutelle de l’IA. En s’intéressant à des formes ou des patterns quelconques elle a permis d’aborder d’autres tâches de classification et a été étendue à d’autres cadres d’apprentissage supervisés tels que la régression. Aujourd’hui la RDF est une discipline fondatrice du domaine de l’apprentissage automatique (machine learning en anglais), avec d’autres telles que l’algorithmique, la complexité, la cryptographie, la logique, l’optimisation, la physique statistique, les probabilités, les sciences cognitives, les statistiques, la théorie de l'évolution, etc.

L’histoire moderne de la reconnaissance des formes est donc mouvementée, il s’agit finalement d’une discipline jeune qui a déjà subi de multiples influences et cheminements et dont le spectre d’applications et de techniques a crû au sein de ce que l’on nomme aujourd’hui l’apprentissage automatique numérique. Cette présentation se veut une introduction au domaine et ne peut être considérée comme exhaustive. Elle vise essentiellement à introduire les problématiques fondamentales mises en jeu ainsi que les concepts essentiels à la compréhension des techniques. Le lecteur intéressé pourra avantageusement consulter des livres de référence tels que , , , .