Esta tesis reúne varias contribuciones al reconocimiento estadístico de formas orientadas particularmente a problemas en los que los vectores de características son de una alta dimensionalidad. Tres escenarios de reconocimiento de formas se tratan, específicamente clasificación de patrones, análisis de regresión y fusión de valores. Para cada uno de estos, un algoritmo para el aprendizaje de un modelo estadístico es presentado. Para poder abordar las dificultades que se encuentran cuando los vectores de características son de una alta dimensionalidad, modelos y funciones objetivo adecuadas son definidas. La estrategia de aprender simultáneamente una función de reducción de dimensionalidad y el modelo de reconocimiento se demuestra que es muy efectiva, haciendo posible aprender el modelo sin desechar nada de información discriminatoria. Otro tema que es tratado en la tesis es el uso de vectores tangentes como una forma para aprovechar mejor los datos de entrenamiento disponibles. Usando esta idea, dos métodos populares para la reducción de dimensionalidad discriminativa se muestra que efectivamente mejoran. Para cada uno de los algoritmos propuestos a lo largo de la tesis, varios conjuntos de datos son usados para ilustrar las propiedades y el desempeño de las técnicas. Los resultados empíricos muestran que las técnicas propuestas tienen un desempeño considerablemente bueno, y además los modelos aprendidos tienden a ser bastante eficientes computacionalmente.