智能计算方法研究进展与发展趋势(精)

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《2024年人工智能技术发展综述》范文

《2024年人工智能技术发展综述》范文

《人工智能技术发展综述》篇一一、引言人工智能(Artificial Intelligence,)已经成为当前科技领域的热门话题。

从上世纪五十年代起,随着计算机科技的快速发展,人工智能技术开始萌芽并不断得到应用与改进。

人工智能以其独特的能力,为众多领域提供了革命性的解决方案。

本文旨在全面地综述人工智能技术的发展历程、现状以及未来趋势。

二、人工智能技术的发展历程1. 早期发展阶段早期的人工智能技术主要关注于机器模拟人类智能的可能性。

从上世纪五十年代开始,研究者们尝试通过模拟人类的思维过程和认知能力,构建简单的机器智能系统。

然而,由于技术限制和计算能力的不足,这一阶段的人工智能系统仅限于解决一些简单的任务。

2. 知识表示与推理阶段进入八十年代后,人工智能领域的研究开始向知识表示和推理方面发展。

研究者们利用各种方法,如逻辑、语义网络、产生式规则等,建立了一系列的模型来描述知识和实现推理。

这一阶段的发展使得人工智能能够在更复杂的任务中发挥重要作用。

3. 深度学习与神经网络阶段随着计算能力的不断提升,特别是深度学习技术的发展,人工智能进入了一个新的阶段。

深度学习使得人工智能能够在语言理解、图像识别、语音识别等许多领域取得了突破性进展。

通过构建大规模神经网络模型,系统的能力得以大幅度提升。

三、人工智能技术的现状目前,人工智能已经在各个领域得到广泛应用,包括医疗、教育、交通、军事等。

在医疗领域,技术已经能协助医生进行疾病的诊断和治疗。

在教育领域,的应用已经实现了智能教学和个性化学习等目标。

此外,也在助力解决社会难题,如无人驾驶车辆为交通行业带来了巨大便利,提高行车安全并减少拥堵等。

同时,人工智能的不断发展也带来了伦理、法律等社会问题。

为了更好地发挥人工智能的优势并避免潜在的风险,各国家和地区都在积极探索相关的法律法规和伦理准则。

此外,业界和学术界也在持续开展人工智能的安全和可信性研究,为解决技术在社会应用中可能产生的潜在风险和问题提供了支持。

人工智能导论——人工智能的发展历史、现状及发展趋势

人工智能导论——人工智能的发展历史、现状及发展趋势

⼈⼯智能导论——⼈⼯智能的发展历史、现状及发展趋势初学者学习⼈⼯智能有时候需要了解⼀些背景知识,我从⽹上简单搜集总结了下分享给⼤家。

⼀、⼈⼯智能的发展历史 ⼈⼯智能的发展并⾮⼀帆风顺,总体呈“三起两落”趋势,如今算是迈进⼈⼯智能发展的新时代。

(1)梦的开始(1900--1956)。

1900年,希尔伯特在数学家⼤会上庄严的向全世界数学家宣布了23个未解的难题。

这23道难题中的第⼆个问题和第⼗个问题则和⼈⼯智能密切相关,并最终促进了计算机的发明。

图灵根据第⼗个问题构想出了图灵机,它是计算机的理论模型,圆满的刻画了机械化运算过程的含义,并最终为计算机的发明铺平了道路。

1954年,冯诺依曼完成了早期的计算机EDVAC的设计,并提出了“冯诺依曼体系结构”。

总的来说,图灵、哥德尔、冯诺依曼、维纳、克劳德⾹农等伟⼤的先驱者奠定了⼈⼯智能和计算机技术的基础。

(2)黄⾦时代(1956--1974)。

1965年,麦卡锡、明斯基等科学家举办的“达茅斯会议”,⾸次提出了“⼈⼯智能(Artificial Intelligence,简称AI)”这⼀概念,标志着⼈⼯智能学科的诞⽣。

其后,⼈⼯智能研究进⼊了20年的黄⾦时代,相继取得了⼀批令⼈瞩⽬的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起⼈⼯智能发展的第⼀个⾼潮。

在这个黄⾦时代⾥,约翰麦卡锡开发了LISP语⾳,成为以后⼏⼗年来⼈⼯智能领域最主要的编程语⾔;马⽂闵斯基对神经⽹络有了更深⼊的研究,也发现了简单神经⽹络的不⾜;多层神经⽹络、反向传播算法开始出现;专家系统也开始起步。

(3)第⼀次AI寒冬——反思发展(1974--1980)。

⼈⼯智能发展初期的突破性进展⼤⼤提升了⼈们对⼈⼯智能的期望,过度⾼估了科学技术的发展速度。

然⽽,接⼆连三的失败和预期⽬标的落空,使⼈⼯智能的发展⾛⼊低⾕。

1973年,莱特希尔关于⼈⼯智能的报告,拉开了⼈⼯智能寒冬序幕。

此后,科学界对⼈⼯智能进⾏了⼀轮深⼊的拷问,使AI的遭受到严厉的批评和对其实际价值的质疑。

人工智能发展的前沿趋势、治理挑战与应对策略

人工智能发展的前沿趋势、治理挑战与应对策略

人工智能发展的前沿趋势、治理挑战与应对策略目录一、内容简述 (2)1.1 人工智能概述 (3)1.2 发展历程与重要性 (3)二、人工智能发展的前沿趋势 (4)2.1 自主学习与泛化能力提升 (5)2.2 多模态交互与感知融合 (6)2.3 强人工智能与常识推理 (8)2.4 人工智能与人类智能的协同进化 (9)2.5 可解释性与透明度提升 (11)三、人工智能治理的挑战 (12)3.1 数据安全与隐私保护 (13)3.2 技术滥用与伦理困境 (14)3.3 职业就业与社会影响 (14)3.4 法律规制与政策协调 (16)3.5 国际合作与全球治理 (17)四、应对策略与建议 (19)4.1 制度建设与政策引导 (20)4.2 技术研发与应用创新 (22)4.3 公平性与普惠性发展 (23)4.4 国际交流与合作机制 (24)4.5 教育与人才培养 (25)五、结论与展望 (27)5.1 发展成果与挑战总结 (28)5.2 未来趋势与机遇预测 (29)5.3 深化研究与实践应用 (30)一、内容简述随着科技的飞速发展,人工智能(AI)已经逐渐渗透到我们生活的方方面面,从智能家居的语音助手到自动驾驶汽车,从医疗诊断的辅助系统到金融市场的智能分析,AI的身影无处不在。

随着AI技术的广泛应用和快速迭代,其带来的治理挑战也日益凸显。

人工智能的发展正呈现出自主学习能力的显著提升、算法模型的不断优化、数据处理能力的快速增长以及应用场景的广泛拓展等特点。

这些进步不仅推动了AI技术的广泛应用,也为各行各业带来了前所未有的机遇。

与此同时,AI技术也可能带来隐私泄露、数据安全、伦理道德、就业市场变动等一系列社会问题。

在治理方面,如何确保AI技术的健康发展,防止其滥用和误用,成为了摆在我们面前的一大挑战。

这需要政府、企业、学术界和社会各界共同努力,建立健全的法律法规体系、伦理规范和技术标准,确保AI技术在合法、合规的前提下健康发展。

人工智能的发展历程及未来趋势展望

人工智能的发展历程及未来趋势展望

人工智能的发展历程及未来趋势展望人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是指通过模仿、延伸和拓展人类智能来实现机器智能的一门科学。

自20世纪50年代初人工智能概念提出以来,人工智能领域不断取得突破性进展,经历了几个重要的发展阶段。

一、早期发展阶段20世纪50年代,人工智能的概念由图灵、麦卡锡等学者提出,并开始引起学术界和工业界的广泛关注。

这一时期,人工智能主要集中在专家系统、知识表示和推理等方向的研究。

1960年代,人工智能领域出现了规则系统等技术,并在专家系统的研发和应用上取得了初步进展,但局限于处理简单和结构化的问题。

二、知识革命阶段20世纪70年代至80年代,人工智能进入了知识革命阶段。

这一阶段人工智能系统主要关注在具有高级推理能力、能进行复杂问题求解的专家系统的发展上。

专家系统是一种基于产生式规则和知识库的计算机程序,利用专家知识解决复杂问题。

在这一时期,人工智能发展得非常迅速,出现了一批具有代表性的专家系统,例如DENDRAL、MYCIN等。

三、连接主义阶段20世纪80年代末至90年代,人工智能领域进入了连接主义阶段。

连接主义是一种仿生技术,模拟大脑神经元之间的连接方式,通过神经网络的构建和学习算法的研究来实现智能系统。

这一时期,人工智能的研究主要关注于模式识别、机器学习和神经网络等方向。

神经网络技术取得了显著突破,成为人工智能研究的重要组成部分。

四、深度学习阶段21世纪以来,随着计算机计算能力的大幅提升和数据规模的急剧增加,深度学习逐渐成为人工智能的热门技术。

深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法,通过建立多层次的神经网络模型来实现对复杂数据的学习和分析。

这一技术的引入和发展,使得人工智能在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域实现了突破性进展。

未来趋势展望人工智能正在成为全球各个领域的关键技术和核心竞争力。

展望未来,人工智能发展呈现以下趋势:1.跨学科融合:人工智能将与其他领域的知识交叉融合,形成更加综合和强大的智能系统。

人工智能产品算法研究论文

人工智能产品算法研究论文

人工智能产品算法研究论文在当今快速发展的科技时代,人工智能(AI)已成为推动各行各业创新和转型的关键力量。

人工智能产品的核心是算法,它们是实现智能行为和决策的基础。

本文旨在探讨人工智能产品中算法的研究进展、应用场景以及面临的挑战和未来发展趋势。

引言人工智能产品算法的研究是计算机科学、数学、认知科学和工程学等多个学科交叉融合的结果。

随着大数据、云计算和深度学习等技术的兴起,人工智能算法的研究和应用已经渗透到我们生活的方方面面,从智能助手到自动驾驶汽车,从医疗诊断到股市分析,人工智能算法都在发挥着重要作用。

算法研究的发展历程人工智能算法的研究可以追溯到20世纪40年代,当时的图灵测试奠定了人工智能的基础。

随着时间的推移,算法研究经历了几个重要的发展阶段,包括规则驱动的专家系统、机器学习的兴起、深度学习的发展,以及当前的多模态学习和强化学习等。

算法的分类与原理人工智能算法主要分为几大类:监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习。

监督学习算法通过已标记的训练数据学习,以预测或分类新的数据点;无监督学习算法处理未标记的数据,以发现数据中的模式或结构;半监督学习算法结合了监督学习和无监督学习的特点,使用少量标记数据和大量未标记数据;强化学习算法通过奖励和惩罚机制来训练智能体做出最优决策。

人工智能算法的应用场景人工智能算法在多个领域有着广泛的应用。

在医疗领域,算法可以辅助医生进行疾病诊断和治疗计划的制定;在金融领域,算法被用于风险评估和投资策略的优化;在交通领域,自动驾驶算法正在逐步实现车辆的自主导航;在教育领域,个性化学习算法能够根据学生的学习进度和能力提供定制化的教学内容。

面临的挑战尽管人工智能算法取得了显著的成就,但它们在实际应用中仍面临许多挑战。

算法的可解释性、偏见和歧视问题、数据隐私和安全性、以及算法的泛化能力等都是当前研究的热点问题。

此外,算法的复杂性和计算资源的需求也是制约其发展的重要因素。

未来发展趋势展望未来,人工智能算法的研究将继续朝着更高效、更智能、更安全的方向发展。

AI技术的发展历程与趋势

AI技术的发展历程与趋势

AI技术的发展历程与趋势一、AI技术的发展历程AI技术(人工智能技术)是指拟人智力通过计算机等工具来模拟和实现的技术。

虽然目前AI正处于快速发展的阶段,但其研究始于上世纪50年代初期。

AI 技术在经历了几个关键时期的迭代之后取得了重大突破。

1. 早期探索与符号主义早期的AI研究主要集中在逻辑推理和专家系统的开发上。

符号主义方法成为当时最主流的AI方法,该方法以逻辑规则为基础,试图用形式化语言表示知识并进行推理。

2. 连接主义与神经网络20世纪80年代初,连接主义作为一种全新的学习方法崛起。

神经网络被广泛应用于模式识别、语音识别等领域,并取得了显著进展。

然而,由于当时计算机硬件性能和数据量受限,这种方法受到了严重局限。

3. 统计学习与机器学习随着计算机硬件性能的提升和大数据时代的到来,统计学习和机器学习取得了巨大的突破。

机器学习方法可以基于大数据进行训练和模型优化,提高了AI系统的准确性和智能化程度。

此外,支持向量机、朴素贝叶斯等算法也被广泛研究和应用。

4. 深度学习与AI热潮近年来,深度学习作为机器学习的一个分支迅速崛起,并在图像识别、自然语言处理等领域取得了很多重要的突破。

深度学习使用深层神经网络模拟人类神经元之间的连接方式,具有强大的表达能力和泛化能力。

二、AI技术的发展趋势AI技术发展并不会止步于当前进展,未来仍然有许多趋势将对其产生重要影响。

1. 更加大规模和高性能计算随着云计算和边缘计算技术的发展,AI系统可以借助更多计算资源实现更复杂的任务。

大规模和高性能计算将成为推动AI发展的关键因素。

2. 跨领域融合与跨学科合作以解决实际问题为导向,不同领域的知识和技术将相互融合,形成更加高效、智能的AI系统。

跨学科研究和跨领域合作将推动AI技术的创新。

3. 强化学习与自主决策强化学习是一种通过试错过程使机器逐渐优化策略的方法,它在游戏、机器人等领域具有巨大潜力。

未来,强化学习将帮助机器实现更加复杂的自主决策。

计算机人工智能技术研究进展和应用分析

计算机人工智能技术研究进展和应用分析

计算机人工智能技术研究进展和应用分析摘要:随着社会的发展,我国的人工智能技术的发展也越来越迅速。

人工智能是利用计算机及时模仿人类语言、行为或思维的学科,其涉及计算机技术、语言科学及心理学等多种学科知识的综合应用,通过模拟人类的感受及思维等,促使机器人工智能化,为人们解决生产、生活等现实问题提供便利。

随着我国经济社会的发展及科学技术的进步,人们意识到了利用计算机技术解决现实问题的重要性,随着社会及时代的进步,人们对计算机技术的要求逐步提高,计算机技术人性化与智能化直接促进了人工智能技术在多方面的应用。

计算机技术与人工智能技术的结合,在促进社会生产等方面的作用显著。

关键词:计算机人工智能;技术研究进展;应用分析引言人工智能现在一般是指执行在人类决策领域内考虑任务的计算系统,在这个系统中,以目前的技术水平来看,包含着高级数据分析和大数据应用。

上世纪50年代中期,人工智能的概念开始完善,直到近些年才开始迅速发展,并快速成为协调数字技术和管理业务运营的重要工具。

在可以预见的未来,人工智能必定是时代的主旋律。

1人工智能的发展目前的机器智能有三个主要层次,包括机器学习、机器智能和人工智能。

从当前时代来看,人工智能的研究进展还处在机器学习阶段,也就是目前的应用还处于初级阶段,离真正的人工智能还比较遥远。

具体来说,目前的机器学习智能在很有限的变量范围内运行,即便只是出现了一个变化,都有可能导致不能运行,比如天猫精灵,智能按照固定的语句来进行识别。

实际上现在的人工智能可以区分狗和猫,但是没有办法识别狗的不同品种。

鉴于这种情况,人工智能相关和机器学习在现在和未来几年还会是研究的重点,IBM、谷歌等组织正在投入大量的资金和时间来研究人工智能技术,以便更好地为用户提供便利和好处。

依托现有的人工智能技术应用,未来几年最可能的趋势会是强化这些应用,如自动驾驶,人工智能技术与汽车的融合度是比较高的,预计到2020年,自动驾驶智能芯片、车辆智能算法、自动驾驶、车载通信等关键技术会有所突破,能够实现智能联网汽车达到有条件自动驾驶的水平。

人工智能的发展现状及未来趋势

人工智能的发展现状及未来趋势

人工智能的发展现状及未来趋势1. 人工智能的发展现状1.1 当前人工智能的应用领域1.1 当前人工智能的应用领域人工智能的发展已经在各个领域得到广泛应用。

以下是一些当前人工智能的应用领域及其具体示例:1. 医疗保健:人工智能在医疗领域的应用已经取得了显著成果。

例如,通过深度学习算法,可以对医学影像进行自动分析和诊断,提高了疾病检测的准确性和效率。

此外,人工智能还可以帮助医生制定个性化的治疗方案,提供精准医疗服务。

2. 金融服务:人工智能在金融领域的应用也非常广泛。

例如,通过机器学习算法,可以对金融市场进行预测和分析,帮助投资者做出更明智的决策。

此外,人工智能还可以自动化处理金融交易和风险管理,提高交易效率和减少风险。

3. 智能交通:人工智能在交通领域的应用也越来越多。

例如,通过计算机视觉和深度学习算法,可以实现智能驾驶,提高交通安全性和减少交通事故。

此外,人工智能还可以优化交通流量,提高交通效率,减少交通拥堵。

4. 零售业:人工智能在零售领域的应用也日益普及。

例如,通过数据分析和机器学习算法,可以对消费者行为进行预测和分析,帮助零售商做出更准确的市场营销策略。

此外,人工智能还可以实现智能推荐系统,根据用户的偏好和购买历史,提供个性化的商品推荐。

5. 教育:人工智能在教育领域的应用也逐渐增多。

例如,通过自然语言处理和机器学习算法,可以实现智能辅导系统,帮助学生进行个性化学习。

此外,人工智能还可以对学生的学习情况进行分析和评估,提供针对性的教学建议。

通过以上示例,可以看出人工智能在各个领域的应用已经取得了显著成果,为各行各业带来了巨大的改变和机遇。

随着技术的不断进步和创新,人工智能的应用领域还将继续扩大,为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。

1.2 人工智能在科技行业的影响1.2 人工智能在科技行业的影响人工智能在科技行业的发展已经产生了广泛的影响。

以下是一些具体的示例:1. 自动驾驶技术:人工智能在自动驾驶技术中扮演着重要的角色。

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智能计算研究进展与发展趋势中国科学院院刊1 引言智能计算技术是一门涉及物理学、数学、生理学、心理学、神经科学、计算机科学和智能技术等的交叉学科。

目前,智能计算技术在神经信息学、生物信息学、化学信息学等交叉学科领域得到了广泛应用。

这项技术所取得的些许进步,都会进一步促进神经信息学、生物信息学、化学信息学等交叉学科的发展,反过来,后者的深入研究和进一步发展,也将大大促进智能计算技术的长足进步。

所以,深入开展智能计算技术研究具有重要意义,应引起我们的高度关注。

智能计算技术是将问题对象通过特定的数学模型进行描述,使之变成可操作、可编程、可计算和可视化的一门学科。

它运用其所具有的并行性、自适应性、自学习性来对信息、神经、生物和化学等学科中的海量数据进行规律挖掘和知识发现。

由于其在整个计算过程中自始至终考虑计算的瞬时性和敏捷性,因而对于复杂的问题对象能够通过任务分解或变换方法,使得问题对象能够在有限的时间内获得令人满意的解。

过去,智能计算技术的进步总是离不开人工智能,特别是人工神经网络技术的发展,但是以符号推理为特征的人工智能技术由于过于依赖规则,以至被认为缺少数学支持而遭到质疑;而以自学习、自适应、高度并行性为特征的人工神经网络技术,虽有坚实的数学支撑但又无法精确处理实际问题中的各种小样本集事件,这些大大限制了智能计算技术的进一步发展。

近年来,由于支撑向量机(Support Vector Machine:SVM)、核(Kernek)方法和征战模型(Divide-and-Conquer:DAC)等新方法的相继出现,使智能计算技术发展成不但能处理海量数据等大样本集的问题对象,同时也能自适应地处理小样本事件集的数据,从而使该项技术更切合实际需求,更受人们的广泛青睐。

2 国际发展现状及趋势2.1 智能计算模型信息技术的发展离不开经典数理统计学,而智能计算技术的每一进步更以数理统计学为灵魂。

众所周知,数理统计学的本质是以Bayes理论为基础、对随机事件或过程进行规律统计或挖掘,其中事件或样本的概率密度函数是Bayes理论得以广泛应用的基石。

由Bayes理论为基础,进一步出现了各种提取有用信息或信号的估计方法,如著名的Weiner滤波器、Kakman滤波器等等。

一般来说,在以Bayes理论为框架的信息处理方法中,最基本的一个假设是,所要解决的问题对象的样本数必须具有一定的规模,以至在信号传输或处理过程中能够估计或近似估计有用信号的概率密度函数,而且理论证明,基于Bayes理论的有用信号的无偏估计误差能够达到克拉美·罗 Cramer-Rao 的下界。

尽管如此,这是一个非常理想的情况,因为很多实际的问题对象很难得到大样本的数据集,如手写签名识别、信用卡防伪验证、人脸识别和语音识别等等。

以人工神经网络为代表的非线性“黑箱”处理模型,尽管对无法用数学模型精确描述的问题的处理具有其独特的优势,但对小样本数据集问题却很难训练网络收敛,且网络求解或描述问题的精度非常低,即使对大样本数据集问题能够使网络训练收敛,但往往会出现过拟合情况,而且有时需要设计非常庞大的网络结构来适应。

即便如此,网络收敛后的输出也只是近似Bayes后验概率估计。

也就是说,在极限情况下,神经网络能够逼近Bayes理论的估计。

近年来,以V apnik的支撑向量机为代表的统计学习理论是专门研究小样本情况下的机器学习规律,它采用结构风险最小化准则,在最小化经验风险的同时最小化推广误差的上界,并采用凸二次规划技术使所求问题的解具有全局最优性。

SVM不仅能保证在小样本条件下仍具有较好的推广性,而且基本消除了“维数灾难”、“过学习”和“欠学习”等传统机器学习方法难以解决的问题,在复杂系统的建模、优化、分类与预测等方面显示出强大的优势,使得SVM理论成为当前学术界研究的热点问题,受到普遍关注和重视。

不过,SVM在应用中存在两个突出的问题,即SVM核函数的选择和SVM用于多类问题的学习算法设计。

此外,实际应用中很难获得高质量、大规模的数据样本,数据样本中或包含不完整数据、或样本数很少、或蕴含模式多样性的情况。

如何充分利用有限数据样本和不完整数据样本中包含的有限信息,构造高精度的SVM分类器是一个有待深入研究的问题。

近年来,围绕上述三大模型应用的主要发展趋势是:(1)先验信息的充分利用。

即根据所求解问题的先验信息来选择确定具体的统计模型,或者是将问题的先验信息耦合到具体模型中以构造约束模型来求得问题的解。

如在神经网络输出误差代价函数中将问题的先验信息通过拉格郎日乘子耦合进来,以构造一种新的约束学习算法来加快问题的求解;(2)任务分解和输出集成。

即对于复杂问题,先将整个问题分解成若干个子问题,并由具有较大差异的模型来分别处理,然后通过集成方法把每个子任务对应的模型的输出进行综合,以获得问题的满意解。

如在分类器集成研究中,我们拟寻找差异性较大的单个分类器,然后使用Boosting算法进行集成,以获得最佳的分类效果。

2.2 特征提取在实际应用中,我们所得到的数据不但非常庞大,而且非常复杂,有时甚至存在各种冗余,因此在选择具体模型进行处理(如分类或预测)前,有必要首先对这些数据进行一定的分析,如进行一定的变换以提取数据中的主要特征,以利于后面的分析与处理。

Fisher线性判别分析(FLDA)是由Fisher于1936年提出的用于两类问题特征提取的一种有效方法,其基本思想是寻找一投影方向,使训练样本投影到该方向时尽可能具有最大类间距离和最小类内距离。

后来,人们又将两类问题的FLDA方法推广到多类情况,其基本原理是通过寻找一投影矩阵使得训练样本经投影变换后尽可能具有最大类间散射和最小类内散射。

不过,由于LDA是线性特征提取方法,因此一般只适用于线性可分的模式。

但实际应用中,许多模式并非线性可分,因此,LDA方法并不理想。

为了解决非线性模式的有效特征提取问题,一种可能的办法是对LDA方法进行相应的非线性扩展。

近年来,随着统计学习理论,特别是支撑向量机 SVM 方法的问世,通过再生核理论对一些线性算法进行非线性扩展已成为研究非线性特征提取方法的一种非常重要的手段。

继Schokkopf等人提出了核主成份分析(KPCA)以及Mika等人针对两类的FLDA问题提出了核Fisher判别分析 KFDA 之后,Baudat等人利用核技巧推广了多类的LDA方法,提出了广义判别分析 GDA 方法。

目前,GDA方法已广泛用于指纹、虹膜、人脸等生物特征识别领域,并取得甚至比SVM更好的实验结果。

此外,同神经网络、SVM 等其它智能计算方法相比,GDA方法具有计算简单、推广性能好等诸多优点。

由于GDA 本质上是LDA在Hikbert再生核空间上的扩展,因此LDA方法存在的某些本质问题同样会出现在GDA中,而且还可能更加突出,其中主要的问题包括奇异性问题、秩限制问题和简并特征值扰动问题。

通常解决这些问题的办法是分阶段的方法,亦即通过两种或多种组合技术来解决,如PCA+LDA,PCA+GDA等等。

此外,近年来在神经信息学、生物信息学、化学信息学等学科领域还出现了典型相关分析(CCA)、偏最小二乘 PLS 、Logistic回归等多元统计数据处理技术,而且它们也被推广用来实现判别分析。

随着支持向量机理论的提出,基于核的学习方法已逐渐受到人们的重视。

核学习已经远远超越SVM范畴,形成了一个相对独立的研究方向,并走向更为广阔的舞台。

目前已出现了Kernek based PCA KPCA Kernek based CCA KCCA 、Kernek based LDA KLDA 以及Kernek based Ckustering KC 等特征提取算法。

模式分析核方法的中心思想是,在进行分类等数据处理时,对于线性不可分样本,首先通过一个非线性映射将原空间样本映射到高维特征空间(也称核空间)中,使核空间中的样本变得线性可分,或者近似线性可分,然后在核空间中用线性方法对其进行处理,从而实现相对于原空间进行非线性的处理,其效果相当好。

目前,核方法中的核函数主要包括径向基函数(RBF)核、多项式(Pokynomiak)核和Sigmoidak核等。

不过,在实际应用中,到底选择什么样的核函数才能最好地变换或表达该问题,还是一个尚未解决的问题。

2.3 模型估计在实际问题中还经常会遇到来自多个总体并按一定比例混合的数据,这种数据的建模和分析一直是模式识别、聚类分析和信号处理等领域中的一个重要内容,在神经信息学、生物信息学、化学信息学等交叉学科领域有着广泛的应用。

对于有限混合体模型参数估计的研究可追溯到19世纪末Pearson的工作。

但从Pearson开始到上世纪60年代,人们所使用的主要是矩方法和最大似然法等经典方法。

这些方法仅仅对一些特殊混合体分布的参数估计有效。

直到1977年,Dempster等建立的期望最大(EM)算法才为一般混合体分布的参数估计提供了一种统一的理论框架。

近年来,人们沿着这个方向做了很多努力并建立了许多改进的算法。

然而,这些方法的前提是混合体模型中分量个数的选择必须正确,否则将导致错误的参数估计结果。

不过,在许多情况下数据的分量个数是未知或难于准确地知道,这时该模型的参数估计就变得异常困难。

在上世纪70年代,Akaike针对有限混合体模型中分量个数的选择问题提出了著名的Akaike信息准则。

随后,人们对这一准则进行了多种推广。

这种方法是相当耗时的,因为需要对每一个可能的k值进行一次参数估计,并根据这些估计结果计算信息或价值函数以选择最优的k值。

这种大量重复计算特别是对于高维大批量数据的情况就更困难。

因此,在实际应用过程中人们一直在呼吁自动模型选择方法,也就是通过一次优化过程达到参数估计和模型选择的双重目的,这种方法在速度上将大大优于过去的信息或价值准则方法。

该方法将对模式识别、聚类分析和信号处理等领域产生重要的影响,并给实际应用带来方便和快捷。

本质上,有限混合体模型的自动模型选择问题是从观察数据直接推测模型阶数和参数的技术,而目前正在蓬勃发展的独立分量分析 ICA 技术是一种从观察数据的角度探索发射(送)源独立信号个数并分离的技术,它们在图象特征提取、基因微阵数据分析等方面正得到广泛应用。

特别是,如果信号传输的信道存在非线性环节,对应的ICA 就变成了盲源分离 BSS 技术。

目前ICA或BSS发展的“瓶颈”是如何解决高度非线性混合模式的解混,以及如何求解混合矩阵是奇异矩阵、源信号的个数大于观察信号的个数(即overcompkete问题)等问题。

2.4 学习算法学习算法是对问题解的寻优过程。

现实中几乎所有的系统或模型在实际应用前都需要根据输入数据样本来对自身进行学习或训练,以便系统或模型能记住或熟悉所训练的输入模式,然后对未知的样本模式进行测试和评判等。

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