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神经网络软件开发

发布时间:2023-05-27 13:57:31

㈠ 神经网络研究与应用这块用python好还是matlab

两者或许无所谓好与坏。只要自己喜欢用,那就是好的,但是目前代码数量来看,可以学习的源代码MATLAB有非常多的源码。最重要的是,MATLAB里有神经网络工具箱,有可视化界面更容易调整参数。若果你是需要使用神经网络去完成某些数据分析,而你的数据又不是很多,那么建议你使用matlab,里面有已经搭建好的工具箱,非常齐全。

若果你对神经网络已经熟悉是,是打算投入应用,而且你的数据很大,那么根据你所需要的神经网络,用C或其他你认为性能好的语言,针对你的问题重新编一个算法,也不会花很大功夫。这样既省了自己的时间,又让自己轻松学习。总结来说,不论你学什么,用什么路径去学总是会达到想要的目的,但是重要的是在于学习的过程。

㈡ 神经网络的研究方向

神经网络的研究可以分为理论研究和应用研究两大方面。
理论研究可分为以下两类:
1、利用神经生理与认知科学研究人类思维以及智能机理。
2、利用神经基础理论的研究成果,用数理方法探索功能更加完善、性能更加优越的神经网络模型,深入研究网络算法和性能,如:稳定性、收敛性、容错性、鲁棒性等;开发新的网络数理理论,如:神经网络动力学、非线性神经场等。
应用研究可分为以下两类:
1、神经网络的软件模拟和硬件实现的研究。
2、神经网络在各个领域中应用的研究。这些领域主要包括:
模式识别、信号处理、知识工程、专家系统、优化组合、机器人控制等。随着神经网络理论本身以及相关理论、相关技术的不断发展,神经网络的应用定将更加深入。

㈢ 神经网络的发展趋势如何

神经网络的云集成模式还不是很成熟,应该有发展潜力,但神经网络有自己的硬伤,不知道能够达到怎样的效果,所以决策支持系统中并不是很热门,但是神经网络无视过程的优点也是无可替代的,云网络如果能够对神经网络提供一个互补的辅助决策以控制误差的话,也许就能使神经网络成熟起来
1 人工神经网络产生的背景
自古以来,关于人类智能本源的奥秘,一直吸引着无数哲学家和自然科学家的研究热情。生物学家、神经学家经过长期不懈的努力,通过对人脑的观察和认识,认为人脑的智能活动离不开脑的物质基础,包括它的实体结构和其中所发生的各种生物、化学、电学作用,并因此建立了神经元网络理论和神经系统结构理论,而神经元理论又是此后虚帆神经传导理论和大脑功能学说的基础。在这些理论基础之上,科学家们认为,可以从仿制人脑神经系统的结构和功能出发,研究人类智能活动和认识现象。另一方面,19世纪之前,无论是以欧氏几何和微积分为代表的经典数学,还是以牛顿力学为代表的经典物理学,从总体上说,这些经典科学都是线性科学。然而,客观世界是如此的纷繁复杂,非线性情况随处可见,人脑神经系统更是如此。复杂性和非线性是连接在一起的,因此,对非线性科学的研究也是我们认识复杂系统的关键。为了更好地认识客观世界,我们必须对非线性科学进行研究。人工神经网络作为一种非线性的、与大脑智能相似的网络模型,就这样应运而生了。所以,人工神经网络的创立不是偶然的,而是20世纪初科学技术充分发展的产物。
2 人工神经网络的发展
人工神经网络的研究始于40年代初。半个世纪以来,经历了兴起、高潮与萧条、高潮及稳步发展的远为曲折的道路。
1943年,心理学家W.S.Mcculloch和数理逻辑学家W.Pitts 提出了M—P模型,这是第一个用数理语言描述脑的信息处理过程的模型, 虽然神经元的功能比较弱,但它为以后的研究工作提供了依据。1949年,心理学家D.O.Hebb提出突触联系可变的假设,根据这一假设提出的学习规律为神经网络的学习算法奠定了基础。 1957 年, 计算机科学家Rosenblatt提出了著名的感知机模型,它的模型包含了现代计算机的一些原理,是第一个完整的人工神经网络,第一次把神经网络研究付诸工程实现。由于可应用于模式识别,联想记忆等方面,当时有上百家实验室投入此项研究,美国军方甚至认为神经网络工程应当比“原子弹工程”更重要而给予巨额资助,并在声纳信号识别等领域取得一定成绩。1960年,B.Windrow和E.Hoff提出了自适应线性单元, 它可用于自适应滤波、预测和模式识别。至此,人工神经网络的研究工作进入了第一个高潮。
1969年,美国著名人工智能学者M.Minsky和S.Papert编写了影响很大的Perceptron一书,从理论上证明单层感知机的能力有限,诸如不能解决异或问题,而且他们推测多层网络的感知机能力也不过如此,他们的分析恰似一瓢冷水,很多学者感到前途渺茫而纷纷改行,原先参与研究的实验室纷纷退出,在这之后近10年,神经网络研究进入了一个缓慢发展的萧条期。这期间,芬兰学者T.Kohonen 提出了自组织映射理论,反映了大脑神经细胞的自组织特性、记忆方式以及神经细胞兴奋刺激的规律;美国学者S.A.Grossberg的自适应共振理论(ART );日本学者K.Fukushima提判租出了认知机模型;ShunIchimari则致力于神经网络有关数学理论的研究等,这些研究成果对以后的神经网络的发展产生了重要影响。
美国生物物理学家J.J.Hopfield于1982年、1984年在美国科学院院刊发表的两篇文章,有力地推动了神经网络的研究,引起了研究神经网络的又一次热潮。 1982 年, 他提出了一个新的神经网络模型——hopfield网络模型。他在这种网络模型的研究中,首次引入了网络能量函数的概念,并给出了网络稳定性的判定依据。1984年,他又提出了网络模型实现的电子电路,为神经网络的工程实现指明了方向,他的研究成果开拓了神经网络用于联想记忆的优化计算的新途径,并为差冲雹神经计算机研究奠定了基础。1984年Hinton等人将模拟退火算法引入到神经网络中,提出了Boltzmann机网络模型,BM 网络算法为神经网络优化计算提供了一个有效的方法。1986年,D.E.Rumelhart和J.LMcclelland提出了误差反向传播算法,成为至今为止影响很大的一种网络学习方法。1987年美国神经计算机专家R.Hecht—Nielsen提出了对向传播神经网络,该网络具有分类灵活,算法简练的优点,可用于模式分类、函数逼近、统计分析和数据压缩等领域。1988年L.Ochua 等人提出了细胞神经网络模型,它在视觉初级加工上得到了广泛应用。
为适应人工神经网络的发展,1987年成立了国际神经网络学会,并决定定期召开国际神经网络学术会议。1988年1月Neural Network 创刊。1990年3月IEEE Transaction on Neural Network问世。 我国于1990年12月在北京召开了首届神经网络学术大会,并决定以后每年召开一次。1991 年在南京成立了中国神经网络学会。 IEEE 与INNS 联合召开的IJCNN92已在北京召开。 这些为神经网络的研究和发展起了推波助澜的作用,人工神经网络步入了稳步发展的时期。
90年代初,诺贝尔奖获得者Edelman提出了Darwinism模型,建立了神经网络系统理论。同年,Aihara等在前人推导和实验的基础上,给出了一个混沌神经元模型,该模型已成为一种经典的混沌神经网络模型,该模型可用于联想记忆。 Wunsch 在90OSA 年会上提出了一种AnnualMeeting,用光电执行ART,学习过程有自适应滤波和推理功能,具有快速和稳定的学习特点。1991年,Hertz探讨了神经计算理论, 对神经网络的计算复杂性分析具有重要意义;Inoue 等提出用耦合的混沌振荡子作为某个神经元,构造混沌神经网络模型,为它的广泛应用前景指明了道路。1992年,Holland用模拟生物进化的方式提出了遗传算法, 用来求解复杂优化问题。1993年方建安等采用遗传算法学习,研究神经网络控制器获得了一些结果。1994年Angeline等在前人进化策略理论的基础上,提出一种进化算法来建立反馈神经网络,成功地应用到模式识别,自动控制等方面;廖晓昕对细胞神经网络建立了新的数学理论和方法,得到了一系列结果。HayashlY根据动物大脑中出现的振荡现象,提出了振荡神经网络。1995年Mitra把人工神经网络与模糊逻辑理论、 生物细胞学说以及概率论相结合提出了模糊神经网络,使得神经网络的研究取得了突破性进展。Jenkins等人研究光学神经网络, 建立了光学二维并行互连与电子学混合的光学神经网络,它能避免网络陷入局部最小值,并最后可达到或接近最理想的解;SoleRV等提出流体神经网络,用来研究昆虫社会,机器人集体免疫系统,启发人们用混沌理论分析社会大系统。1996年,ShuaiJW’等模拟人脑的自发展行为, 在讨论混沌神经网络的基础上提出了自发展神经网络。1997、1998年董聪等创立和完善了广义遗传算法,解决了多层前向网络的最简拓朴构造问题和全局最优逼近问题。
随着理论工作的发展,神经网络的应用研究也取得了突破性进展,涉及面非常广泛,就应用的技术领域而言有计算机视觉,语言的识别、理解与合成,优化计算,智能控制及复杂系统分析,模式识别,神经计算机研制,知识推理专家系统与人工智能。涉及的学科有神经生理学、认识科学、数理科学、心理学、信息科学、计算机科学、微电子学、光学、动力学、生物电子学等。美国、日本等国在神经网络计算机软硬件实现的开发方面也取得了显著的成绩,并逐步形成产品。在美国,神经计算机产业已获得军方的强有力支持,国防部高级研究计划局认为“神经网络是解决机器智能的唯一希望”,仅一项8 年神经计算机计划就投资4亿美元。在欧洲共同体的ESPRIT计划中, 就有一项特别项目:“神经网络在欧洲工业中的应用”,单是生产神经网络专用芯片这一项就投资2200万美元。据美国资料声称,日本在神经网络研究上的投资大约是美国的4倍。我国也不甘落后,自从1990 年批准了南开大学的光学神经计算机等3项课题以来, 国家自然科学基金与国防预研基金也都为神经网络的研究提供资助。另外,许多国际著名公司也纷纷卷入对神经网络的研究,如Intel、IBM、Siemens、HNC。神经计算机产品开始走向商用阶段,被国防、企业和科研部门选用。在举世瞩目的海湾战争中,美国空军采用了神经网络来进行决策与控制。在这种刺激和需求下,人工神经网络定会取得新的突破,迎来又一个高潮。自1958年第一个神经网络诞生以来,其理论与应用成果不胜枚举。人工神经网络是一个快速发展着的一门新兴学科,新的模型、新的理论、新的应用成果正在层出不穷地涌现出来。
3 人工神经网络的发展前景
针对神经网络存在的问题和社会需求,今后发展的主要方向可分为理论研究和应用研究两个方面。
(1)利用神经生理与认识科学研究大脑思维及智能的机理、 计算理论,带着问题研究理论。
人工神经网络提供了一种揭示智能和了解人脑工作方式的合理途径,但是由于人类起初对神经系统了解非常有限,对于自身脑结构及其活动机理的认识还十分肤浅,并且带有某种“先验”。例如, Boltzmann机引入随机扰动来避免局部极小,有其卓越之处,然而缺乏必要的脑生理学基础,毫无疑问,人工神经网络的完善与发展要结合神经科学的研究。而且,神经科学,心理学和认识科学等方面提出的一些重大问题,是向神经网络理论研究提出的新挑战,这些问题的解决有助于完善和发展神经网络理论。因此利用神经生理和认识科学研究大脑思维及智能的机理,如有新的突破,将会改变智能和机器关系的认识。
利用神经科学基础理论的研究成果,用数理方法探索智能水平更高的人工神经网络模型,深入研究网络的算法和性能,如神经计算、进化计算、稳定性、收敛性、计算复杂性、容错性、鲁棒性等,开发新的网络数理理论。由于神经网络的非线性,因此非线性问题的研究是神经网络理论发展的一个最大动力。特别是人们发现,脑中存在着混沌现象以来,用混沌动力学启发神经网络的研究或用神经网络产生混沌成为摆在人们面前的一个新课题,因为从生理本质角度出发是研究神经网络的根本手段。
(2)神经网络软件模拟, 硬件实现的研究以及神经网络在各个科学技术领域应用的研究。
由于人工神经网络可以用传统计算机模拟,也可以用集成电路芯片组成神经计算机,甚至还可以用光学的、生物芯片的方式实现,因此研制纯软件模拟,虚拟模拟和全硬件实现的电子神经网络计算机潜力巨大。如何使神经网络计算机与传统的计算机和人工智能技术相结合也是前沿课题;如何使神经网络计算机的功能向智能化发展,研制与人脑功能相似的智能计算机,如光学神经计算机,分子神经计算机,将具有十分诱人的前景。
4 哲理
(1)人工神经网络打开了认识论的新领域
认识与脑的问题,长期以来一直受到人们的关注,因为它不仅是有关人的心理、意识的心理学问题,也是有关人的思维活动机制的脑科学与思维科学问题,而且直接关系到对物质与意识的哲学基本问题的回答。人工神经网络的发展使我们能够更进一步地既唯物又辩证地理解认识与脑的关系,打开认识论的新领域。人脑是一个复杂的并行系统,它具有“认知、意识、情感”等高级脑功能,用人工进行模拟,有利于加深对思维及智能的认识,已对认知和智力的本质的研究产生了极大的推动作用。在研究大脑的整体功能和复杂性方面,人工神经网络给人们带来了新的启迪。由于人脑中存在混沌现象,混沌可用来理解脑中某些不规则的活动,从而混沌动力学模型能用作人对外部世界建模的工具,可用来描述人脑的信息处理过程。混沌和智能是有关的,神经网络中引入混沌学思想有助于提示人类形象思维等方面的奥秘。人工神经网络之所以再度兴起,关键在于它反映了事物的非线性,抓住了客观世界的本质,而且它在一定程度上正面回答了智能系统如何从环境中自主学习这一最关键的问题,从认知的角度讲,所谓学习,就是对未知现象或规律的发现和归纳。由于神经网络具有高度的并行性,高度的非线性全局作用,良好的容错性与联想记忆功能以及十分强的自适应、自学习功能,而使得它成为揭示智能和了解人脑工作方式的合理途径。但是,由于认知问题的复杂性,目前,我们对于脑神经网的运行和神经细胞的内部处理机制,如信息在人脑是如何传输、存贮、加工的?记忆、联想、判断是如何形成的?大脑是否存在一个操作系统?还没有太多的认识,因此要制造人工神经网络来模仿人脑各方面的功能,还有待于人们对大脑信息处理机理认识的深化。
(2)人工神经网络发展的推动力来源于实践、 理论和问题的相互作用
随着人们社会实践范围的不断扩大,社会实践层次的不断深入,人们所接触到的自然现象也越来越丰富多彩、纷繁复杂,这就促使人们用不同的原因加以解释不同种类的自然现象,当不同种类的自然现象可以用同样的原因加以解释,这样就出现了不同学科的相互交叉、综合,人工神经网络就这样产生了。在开始阶段,由于这些理论化的网络模型比较简单,还存在许多问题,而且这些模型几乎没有得到实践的检验,因而神经网络的发展比较缓慢。随着理论研究的深入,问题逐渐地解决特别是工程上得到实现以后,如声纳识别成功,才迎来了神经网络的第一个发展高潮。可Minisky认为感知器不能解决异或问题, 多层感知器也不过如此,神经网络的研究进入了低谷,这主要是因为非线性问题没得到解决。随着理论的不断丰富,实践的不断深入, 现在已证明Minisky的悲观论调是错误的。今天,高度发达的科学技术逐渐揭示了非线性问题是客观世界的本质。问题、理论、实践的相互作用又迎来了人工神经网络的第二次高潮。目前人工神经网络的问题是智能水平不高,还有其它理论和实现方面的问题,这就迫使人们不断地进行理论研究,不断实践,促使神经网络不断向前发展。总之,先前的原因遇到了解释不同的新现象,促使人们提出更加普遍和精确的原因来解释。理论是基础,实践是动力,但单纯的理论和实践的作用还不能推动人工神经网络的发展,还必须有问题提出,才能吸引科学家进入研究的特定范围,引导科学家从事相关研究,从而逼近科学发现,而后实践又提出新问题,新问题又引发新的思考,促使科学家不断思考,不断完善理论。人工神经网络的发展无不体现着问题、理论和实践的辩证统一关系。
(3 )人工神经网络发展的另一推动力来源于相关学科的贡献及不同学科专家的竞争与协同
人工神经网络本身就是一门边缘学科,它的发展有更广阔的科学背景,亦即是众多科研成果的综合产物,控制论创始人Wiener在其巨著《控制论》中就进行了人脑神经元的研究;计算机科学家Turing就提出过B网络的设想;Prigogine提出非平衡系统的自组织理论,获得诺贝尔奖;Haken研究大量元件联合行动而产生宏观效果, 非线性系统“混沌”态的提出及其研究等,都是研究如何通过元件间的相互作用建立复杂系统,类似于生物系统的自组织行为。脑科学与神经科学的进展迅速反映到人工神经网络的研究中,例如生物神经网络理论,视觉中发现的侧抑制原理,感受野概念等,为神经网络的发展起了重要的推动作用。从已提出的上百种人工神经网络模型中,涉及学科之多,令人目不暇接,其应用领域之广,令人叹为观止。不同学科专家为了在这一领域取得领先水平,存在着不同程度的竞争,所有这些有力地推动了人工神经网络的发展。人脑是一个功能十分强大、结构异常复杂的信息系统,随着信息论、控制论、生命科学,计算机科学的发展,人们越来越惊异于大脑的奇妙,至少到目前为止,人类大脑信号处理机制对人类自身来说,仍是一个黑盒子,要揭示人脑的奥秘需要神经学家、心理学家、计算机科学家、微电子学家、数学家等专家的共同努力,对人类智能行为不断深入研究,为人工神经网络发展提供丰富的理论源泉。另外,还要有哲学家的参与,通过哲学思想和自然科学多种学科的深层结合,逐步孕育出探索人类思维本质和规律的新方法,使思维科学从朦胧走向理性。而且,不同领域专家的竞争与协调同有利于问题清晰化和寻求最好的解决途径。纵观神经网络的发展历史,没有相关学科的贡献,不同学科专家的竞争与协同,神经网络就不会有今天。当然,人工神经网络在各个学科领域应用的研究反过来又推动其它学科的发展,推动自身的完善和发展。

㈣ 人工神经网络的发展趋势

人工神经网络特有的非线性适应性信息处理能力,克服了传统人工智能方法对于直觉,如模式、语音识别、非结构化信息处理方面的缺陷,使之在神经专家系统、模式识别、智能控制、组合优化、预测等领域得到成功应用。人工神经网络与其它传统方法相结合,将推动人工智能和信息处理技术不断发展。近年来,人工神经网络正向模拟人类认知的道路上更加深入发展,与模糊系统、遗传算法、进化机制等结合,形成计算智能,成为人工智能的一个重要方向,将在实际应用中得到发展。将信息几何应用于人工神经网络的研究,为人工神经网络的理论研究开辟了新的途径。神经计算机的研究发展很快,已有产品进入市场。光电结合的神经计算机为人工神经网络的发展提供了良好条件。
神经网络在很多领域已得到了很好的应用,但其需要研究的方面还很多。其中,具有分布存储、并行处理、自学习、自组织以及非线性映射等优点的神经网络与其他技术的结合以及由此而来的混合方法和混合系统,已经成为一大研究热点。由于其他方法也有它们各自的优点,所以将神经网络与其他方法相结合,取长补短,继而可以获得更好的应用效果。目前这方面工作有神经网络与模糊逻辑、专家系统、遗传算法、小波分析、混沌、粗集理论、分形理论、证据理论和灰色系统等的融合。
下面主要就神经网络与小波分析、混沌、粗集理论、分形理论的融合进行分析。
与小波分析的结合
1981年,法国地质学家Morlet在寻求地质数据时,通过对Fourier变换与加窗Fourier变换的异同、特点及函数构造进行创造性的研究,首次提出了小波分析的概念,建立了以他的名字命名的Morlet小波。1986年以来由于YMeyer、S.Mallat及IDaubechies等的奠基工作,小波分析迅速发展成为一门新兴学科。Meyer所著的小波与算子,Daubechies所著的小波十讲是小波研究领域最权威的著作。
小波变换是对Fourier分析方法的突破。它不但在时域和频域同时具有良好的局部化性质,而且对低频信号在频域和对高频信号在时域里都有很好的分辨率,从而可以聚集到对象的任意细节。小波分析相当于一个数学显微镜,具有放大、缩小和平移功能,通过检查不同放大倍数下的变化来研究信号的动态特性。因此,小波分析已成为地球物理、信号处理、图像处理、理论物理等诸多领域的强有力工具。
小波神经网络将小波变换良好的时频局域化特性和神经网络的自学习功能相结合,因而具有较强的逼近能力和容错能力。在结合方法上,可以将小波函数作为基函数构造神经网络形成小波网络,或者小波变换作为前馈神经网络的输入前置处理工具,即以小波变换的多分辨率特性对过程状态信号进行处理,实现信噪分离,并提取出对加工误差影响最大的状态特性,作为神经网络的输入。
小波神经网络在电机故障诊断、高压电网故障信号处理与保护研究、轴承等机械故障诊断以及许多方面都有应用,将小波神经网络用于感应伺服电机的智能控制,使该系统具有良好的跟踪控制性能,以及好的鲁棒性,利用小波包神经网络进行心血管疾病的智能诊断,小波层进行时频域的自适应特征提取,前向神经网络用来进行分类,正确分类率达到94%。
小波神经网络虽然应用于很多方面,但仍存在一些不足。从提取精度和小波变换实时性的要求出发,有必要根据实际情况构造一些适应应用需求的特殊小波基,以便在应用中取得更好的效果。另外,在应用中的实时性要求,也需要结合DSP的发展,开发专门的处理芯片,从而满足这方面的要求。
混沌神经网络
混沌第一个定义是上世纪70年代才被Li-Yorke第一次提出的。由于它具有广泛的应用价值,自它出现以来就受到各方面的普遍关注。混沌是一种确定的系统中出现的无规则的运动,混沌是存在于非线性系统中的一种较为普遍的现象,混沌运动具有遍历性、随机性等特点,能在一定的范围内按其自身规律不重复地遍历所有状态。混沌理论所决定的是非线性动力学混沌,目的是揭示貌似随机的现象背后可能隐藏的简单规律,以求发现一大类复杂问题普遍遵循的共同规律。
1990年Kaihara、T.Takabe和M.Toyoda等人根据生物神经元的混沌特性首次提出混沌神经网络模型,将混沌学引入神经网络中,使得人工神经网络具有混沌行为,更加接近实际的人脑神经网络,因而混沌神经网络被认为是可实现其真实世界计算的智能信息处理系统之一,成为神经网络的主要研究方向之一。
与常规的离散型Hopfield神经网络相比较,混沌神经网络具有更丰富的非线性动力学特性,主要表现如下:在神经网络中引入混沌动力学行为;混沌神经网络的同步特性;混沌神经网络的吸引子。
当神经网络实际应用中,网络输入发生较大变异时,应用网络的固有容错能力往往感到不足,经常会发生失忆现象。混沌神经网络动态记忆属于确定性动力学运动,记忆发生在混沌吸引子的轨迹上,通过不断地运动(回忆过程)一一联想到记忆模式,特别对于那些状态空间分布的较接近或者发生部分重叠的记忆模式,混沌神经网络总能通过动态联想记忆加以重现和辨识,而不发生混淆,这是混沌神经网络所特有的性能,它将大大改善Hopfield神经网络的记忆能力。混沌吸引子的吸引域存在,形成了混沌神经网络固有容错功能。这将对复杂的模式识别、图像处理等工程应用发挥重要作用。
混沌神经网络受到关注的另一个原因是混沌存在于生物体真实神经元及神经网络中,并且起到一定的作用,动物学的电生理实验已证实了这一点。
混沌神经网络由于其复杂的动力学特性,在动态联想记忆、系统优化、信息处理、人工智能等领域受到人们极大的关注。针对混沌神经网络具有联想记忆功能,但其搜索过程不稳定,提出了一种控制方法可以对混沌神经网络中的混沌现象进行控制。研究了混沌神经网络在组合优化问题中的应用。
为了更好的应用混沌神经网络的动力学特性,并对其存在的混沌现象进行有效的控制,仍需要对混沌神经网络的结构进行进一步的改进和调整,以及混沌神经网络算法的进一步研究。
基于粗集理论
粗糙集(Rough Sets)理论是1982年由波兰华沙理工大学教授Z.Pawlak首先提出,它是一个分析数据的数学理论,研究不完整数据、不精确知识的表达、学习、归纳等方法。粗糙集理论是一种新的处理模糊和不确定性知识的数学工具,其主要思想就是在保持分类能力不变的前提下,通过知识约简,导出问题的决策或分类规则。目前,粗糙集理论已被成功应用于机器学习、决策分析、过程控制、模式识别与数据挖掘等领域。
粗集和神经网络的共同点是都能在自然环境下很好的工作,但是,粗集理论方法模拟人类的抽象逻辑思维,而神经网络方法模拟形象直觉思维,因而二者又具有不同特点。粗集理论方法以各种更接近人们对事物的描述方式的定性、定量或者混合性信息为输入,输入空间与输出空间的映射关系是通过简单的决策表简化得到的,它考虑知识表达中不同属性的重要性确定哪些知识是冗余的,哪些知识是有用的,神经网络则是利用非线性映射的思想和并行处理的方法,用神经网络本身结构表达输入与输出关联知识的隐函数编码。
在粗集理论方法和神经网络方法处理信息中,两者存在很大的两个区别:其一是神经网络处理信息一般不能将输入信息空间维数简化,当输入信息空间维数较大时,网络不仅结构复杂,而且训练时间也很长;而粗集方法却能通过发现数据间的关系,不仅可以去掉冗余输入信息,而且可以简化输入信息的表达空间维数。其二是粗集方法在实际问题的处理中对噪声较敏感,因而用无噪声的训练样本学习推理的结果在有噪声的环境中应用效果不佳。而神经网络方法有较好的抑制噪声干扰的能力。
因此将两者结合起来,用粗集方法先对信息进行预处理,即把粗集网络作为前置系统,再根据粗集方法预处理后的信息结构,构成神经网络信息处理系统。通过二者的结合,不但可减少信息表达的属性数量,减小神经网络构成系统的复杂性,而且具有较强的容错及抗干扰能力,为处理不确定、不完整信息提供了一条强有力的途径。
目前粗集与神经网络的结合已应用于语音识别、专家系统、数据挖掘、故障诊断等领域,将神经网络和粗集用于声源位置的自动识别,将神经网络和粗集用于专家系统的知识获取中,取得比传统专家系统更好的效果,其中粗集进行不确定和不精确数据的处理,神经网络进行分类工作。
虽然粗集与神经网络的结合已应用于许多领域的研究,为使这一方法发挥更大的作用还需考虑如下问题:模拟人类抽象逻辑思维的粗集理论方法和模拟形象直觉思维的神经网络方法更加有效的结合;二者集成的软件和硬件平台的开发,提高其实用性。
与分形理论的结合
自从美国哈佛大学数学系教授Benoit B. Mandelbrot于20世纪70年代中期引入分形这一概念,分形几何学(Fractal geometry)已经发展成为科学的方法论--分形理论,且被誉为开创了20世纪数学重要阶段。现已被广泛应用于自然科学和社会科学的几乎所有领域,成为现今国际上许多学科的前沿研究课题之一。
由于在许多学科中的迅速发展,分形已成为一门描述自然界中许多不规则事物的规律性的学科。它已被广泛应用在生物学、地球地理学、天文学、计算机图形学等各个领域。
用分形理论来解释自然界中那些不规则、不稳定和具有高度复杂结构的现象,可以收到显著的效果,而将神经网络与分形理论相结合,充分利用神经网络非线性映射、计算能力、自适应等优点,可以取得更好的效果。
分形神经网络的应用领域有图像识别、图像编码、图像压缩,以及机械设备系统的故障诊断等。分形图像压缩/解压缩方法有着高压缩率和低遗失率的优点,但运算能力不强,由于神经网络具有并行运算的特点,将神经网络用于分形图像压缩/解压缩中,提高了原有方法的运算能力。将神经网络与分形相结合用于果实形状的识别,首先利用分形得到几种水果轮廓数据的不规则性,然后利用3层神经网络对这些数据进行辨识,继而对其不规则性进行评价。
分形神经网络已取得了许多应用,但仍有些问题值得进一步研究:分形维数的物理意义;分形的计算机仿真和实际应用研究。随着研究的不断深入,分形神经网络必将得到不断的完善,并取得更好的应用效果。?

㈤ matlab神经网络工具箱怎么效果好

导入数据:选择合适的数据,一定要选数值矩阵形式
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进行训练
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接下来就点next,选择输入输出,Sample are是选择以行还是列放置矩阵的,注意调整

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接下来一直next,在这儿点train

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查看结果

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导出代码:再点next,直到这个界面,先勾选下面的,再点Simple Script生成代码
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使用训练好的神经网络进行预测
使用下方命令,z是需要预测的输入变量,net就是训练好的模型

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再将结果输出成excel就行啦

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用matlab做bp神经网络预测,神经网络预测matlab代码
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BP神经网络预测实例(matlab代码,神经网络工具箱)
目录辛烷值的预测matlab代码实现工具箱实现 参考学习b站: 数学建模学习交流 bp神经网络预测matlab代码实现过程 辛烷值的预测 【改编】辛烷值是汽油最重要的品质指标,传统的实验室检测方法存在样品用量猜者大,穗含薯测试周期长和费用高等问题,不适用于生产控制,特别是在线测试。近年发展起来的近红外光谱分析方法(NIR),作为一种快速分析方法,已广泛应用于农业、制药、生物化工、石油产品等领域。其优越性是无损检测、低成本、无污染,能在线分析,更适合于生产和控制的需要。实验采集得到50组汽油样品(辛烷值已通过其他方法测
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用matlab做bp神经网络预测,matlab人工神经网络预测
ylabel('函数输出','fontsize',12);%画出预测结果误差图figureplot(error,'-*')title('BP网络预测误差','fontsize',12)ylabel('误差','fontsize',12)xlabel('样本','fontsize',12)。三、训练函数与学习函数的区别函数的输出是权值和阈值的增量,训练函数的输出是训练好的网络和训练记录,在训练过程中训练函数不断调用学习函数修正权值和阈值,通过检测设定的训练步数或性能函数计算出的误差小于设定误差,来结束训练。.
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matlab训练神经网络模型并导入simulink详细步骤
之前的神经网络相关文章: Matlab-RBF神经网络拟合数据 Matlab RBF神经网络及其实例 4.深度学习(1) --神经网络编程入门 本文介绍一下怎么把训练好的神经网络导入到simulink并使用,假定有两个变量,一个输出变量,随机生成一点数据 x1 = rand(1000,1);x2 = rand(1000,1);x = [x1 x2];y = rand(1000,1); 在App里面找到神经网络工具箱 点击Next 选择对应的数据,注意选择好对应的输入和输出,还
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用matlab做bp神经网络预测,matlab神经网络怎么预测
它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。Network可以看出,你的网络结构是两个隐含层,2-3-1-1结构的网络,算法是traindm,显示出来的误差变化为均方误差值mse。达到设定的网络精度0.001的时候,误差下降梯度为0.0046,远大于默认的1e-5,说明此时的网络误差仍在快速下降,所以可以把训练精度目标再提高一些,比如设为0.0001或者1e-5。如果你所选用的激活函数是线性函数,那么就可以先把输出的表达式写出来,即权向量和输入的矩阵乘积。
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matlab训练模型、导出模型及VC调用模型过程详解
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,为算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等提供了高级计算语言和交互式环境。随着人工智能的崛起,MATLAB也添加了自己的机器学习工具包,只需要很少的代码或命令就能完成模型训练和测试的过程,训练好的模型也能方便的导出,供VC等调用。本文主要介绍模型训练、导出和调用的整个过程。 软件版本: VC2015,matlab2018a ...
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matlab神经网络预测模型,matlab人工神经网络预测
谷歌人工智能写作项目:小发猫matlab带有神经网络工具箱,可直接调用,建议找本书看看,或者MATLAB论坛找例子常见的神经网络结构。核心调用语句如下:%数据输入%选连样本输入输出数据归一化[inputn,inputps]=mapminmax(input_train);[outputn,outputps]=mapminmax(output_train);%%BP网络训练%%初始化网络结构net=newff(inputn,outputn,[88]);net.trainParam.epochs=100;=0.0
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在Matlab中调用pytorch上训练好的网络模型
在Matlab中调用pytorch上训练好的网络模型
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MATLAB_第二篇神经网络学习_BP神经网络
BP神经网络代码实现1. BP神经网络的简介和结构参数1.1 BP神经网络的结构组成1.2 BP神经网络训练界面的参数解读 非常感谢博主wishes61的分享. 1. BP神经网络的简介和结构参数 一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络用于预测BP神经网络的计算过程:由正向计算过程和反向计算过程组成。 正向传播过程,输入模式从输入层经隐单元层逐层处理,并转向输出层,每一层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。 如果在输出层不能得到期望的输出,则转入反向传播,将误差信号沿原来的连接通路返回,通过修改各
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MATLAB神经网络拟合回归工具箱Neural Net Fitting的使用方法
本文介绍MATLAB软件中神经网络拟合(Neural Net Fitting)工具箱的具体使用方法~
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灰色预测工具箱matlab,Matlab灰色预测工具箱——走过数模
2009-07-02 23:05灰色预测几乎是每年数模培训必不可少的内容,相对来说也是比较简单,这里写了四个函数,方便在Matlab里面调用,分别是GM(1,1),残差GM(1,1),新陈代谢GM(1,1),Verhust自己写得难免有所疏忽,需要的朋友自己找本书本来试验一下。。Gm(1,1)function [px0,ab,rel]=gm11(x0,number)%[px0,ab,rel]=gm...
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matlab利用训练好的BP神经网络来预测新数据(先保存网络,再使用网络)
1,保存网络。save ('net') % net为已训练好的网络,这里把他从workspace保存到工作目录,显示为net.mat文档。 2,使用网络。load ('net') % net为上面保存的网络,这里把他下载到workspace。y_predict = sim(...
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数学建模学习(79):Matlab神经网络工具箱使用,实现多输入多输出预测
Matlab神经网络工具箱实现,实现多输入多输出预测
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热门推荐 如何利用matlab做BP神经网络分析(包括利用matlab神经网络工具箱)
利用MATLAB 进行BP神经网络的预测(含有神经网络工具箱) 最近一段时间在研究如何利用预测其销量个数,在网上搜索了一下,发现了很多模型来预测,比如利用回归模型、时间序列模型,GM(1,1)模型,可是自己在结合实际的工作内容,发现这几种模型预测的精度不是很高,于是再在网上进行搜索,发现神经网络模型可以来预测,并且有很多是结合时间序列或者SVM(支持向量机)等组合模型来进...
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bp神经网络预测案例python_详细BP神经网络预测算法及实现过程实例
1.具体应用实例。根据表2,预测序号15的跳高成绩。表2国内男子跳高运动员各项素质指标序号跳高成绩()30行进跑(s)立定三级跳远()助跑摸高()助跑4—6步跳高()负重深蹲杠铃()杠铃半蹲系数100(s)抓举()12.243.29.63.452.151402.811.05022.333.210.33.752.21203.410.97032.243.09.03.52.21403.511.4504...
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如何调用MATLAB训练神经网络生成的网络进行预测
如何调用MATLAB训练神经网络生成的网络问题引出知识准备代码注解 问题引出 如何存储和调用已经训练好的神经网络。 本人前几天在智能控制学习的过程中也遇到了这样的问题,在论坛中看了大家的回复,虽然都提到了关键的两个函数“save”和“load”,但或多或少都简洁了些,让人摸不着头脑(呵呵,当然也可能是本人太菜)。通过不断调试,大致弄明白这两个函数对神经网络的存储。下面附上实例给大家做个说明,希望对跟我有一样问题的朋友有所帮助。 知识准备 如果只是需要在工作目录下保到当前训练好的网络,可以在命令窗口 输入:s
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matlab训练好的模型怎么用
神经网络

㈥ 软件开发和大数据哪个前景好

大数据和软件开发,其实准确来说,大数据也是软件开发当中的一个方向。

软件开发和大数据的不同

数据科学与技术课程学习内容中的工程部分要少于软件工程中的工程内容,但是大数据部分内容更加有体系。

软件工程大数据方向主体课程学习软件工程专业课程大三外加大数据导论,数据挖掘等三四门与大数据有关的课,主要学出来在工程中的应用;

就业区别:总体区别不大,因为搞大数据这块的岗位,本科生能做的只有两种:

(1)大数据分析

(2)数据挖掘(低层次的)这两个岗位是大数据对口岗位,薪资和难度数据挖掘大于数据分析,再往深的学就是人工智能这块了,自然语言处理、计算机图像处理、智能推荐、神经网络、机器学习、深度学习等(这部分都是研究生阶段选择其一深入学习,虽然难度较大但是薪资很高)

学习软件开发就业前景怎么样

随着计算机的普及,计算机应用渗透到各行各业,不仅大大提高了效率,而且对人们的生活产生了深刻的影响。计算机的深度应用不能与软件分离。软件产业的发展与一个国家的政治和未来有关。软件产业将成为工业规模最大的新兴产业之一,是21世纪最有发展前途的产业之一。下面是针对软件开发行业的前景总结如下:

1、高成长:在全球的软件市场中,软件开发每年的增长速度是非常快的,并且这种增长速度远远超过了世界经济的增长速度。

2、高智力投入:软件开发需要的固定资产较少,并且生产成本也少。在整个生产过程中,脑力活动是非常关键的。

3、服务强:软件产品的售后服务工作量大,且软件开发人员在进行系统集成时必须深入理解用户的需求,在实施项目的过程中必须得到用户的紧密合作,因此这是兼顾制造业和服务业的特点

4、全球性强:在因特网出现之后,软件行业得到了更大的发展机会,软件产品可以在非常短的时间内销售给全世界,同时,软件开发也是一个受文化、风俗,习惯影响相对较小的产业。

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