Die Mustererkennung basiert auf der Bildverarbeitung. Der Computer wertet die in digitaler Form gespeicherten Daten der verschiedenen Muster aus und vergleicht erfasste Muster mit den gespeicherten Referenzmustern.

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Zu den erfassbaren Mustern gehören Bilder, Grafiken, Fotos, Oberflächen, Texturen, Röntgenaufnahmen, aber auch Texte, Schriften und akustische Muster. In diesem Zusammenhang sind auch die optische Zeichenerkennung (OCR) und die adaptive Mustererkennung (APRP) zu erwähnen, mit der grafische und Textmuster erkannt werden können.

Zu den Anwendungsgebieten der Mustererkennung gehören u.a. die Biometrie mit der Fingerabdruckerkennung, Gesichtserkennung, Iriserkennung und Spracherkennung, die Röntgenologie und die Handschrifterkennung.