1、信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n 信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n Information Intelligent Analysis and Forecasting n重慶大學(xué)經(jīng)管學(xué)院信息系重慶大學(xué)經(jīng)管學(xué)院信息系n陳陳 鏗鏗 工學(xué)碩士工學(xué)碩士 管理學(xué)博士管理學(xué)博士信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測 學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配n56學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)n講課講課 40n上機(jī)上機(jī) 10n智能信息處理智能信息處理 熊合金熊合金 等等 國防工業(yè)出版社國防工業(yè)出版社 2006n智能信息處理技術(shù)基礎(chǔ)智能信息處理技術(shù)基礎(chǔ) 張炳達(dá)張炳達(dá) 天津大學(xué)出版社天津大學(xué)出版社 2008n智能數(shù)據(jù)分析智能數(shù)據(jù)分析 劉惟一劉惟一

2、等等 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 2007n信息智能分析實(shí)驗(yàn)信息智能分析實(shí)驗(yàn) 肖智等肖智等 2007信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n緒論緒論n一一 信息的概念信息的概念n1.1.信息是確定性的增加。信息是確定性的增加。 n2.2.信息是事物現(xiàn)象及其屬性信息是事物現(xiàn)象及其屬性標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)的集合的集合 n信息論的創(chuàng)始人信息論的創(chuàng)始人香農(nóng)香農(nóng)ShannonShannon認(rèn)為：認(rèn)為：“信息是能夠用來信息是能夠用來消除不確定性的東西消除不確定性的東西”。 nWienerWiener定義：信息是物質(zhì)、能量、信息及其屬性的標(biāo)定義：信息是物質(zhì)、能量、信息及其屬性的標(biāo)示。示。信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n二

3、二 信息的屬性信息的屬性 n可量度。信息可采用某種度量單位進(jìn)行度量，并進(jìn)行可量度。信息可采用某種度量單位進(jìn)行度量，并進(jìn)行信息編碼信息編碼。如。如現(xiàn)代計(jì)算機(jī)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)使用的二進(jìn)制。使用的二進(jìn)制。 n可識(shí)別。信息可采取直觀識(shí)別、比較識(shí)別和間接識(shí)別可識(shí)別。信息可采取直觀識(shí)別、比較識(shí)別和間接識(shí)別等多種方式來把握。等多種方式來把握。 n可轉(zhuǎn)換。信息可以從一種形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種形態(tài)。如可轉(zhuǎn)換。信息可以從一種形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種形態(tài)。如自然信息可轉(zhuǎn)換為語言、文字和圖像等形態(tài)，也可轉(zhuǎn)自然信息可轉(zhuǎn)換為語言、文字和圖像等形態(tài)，也可轉(zhuǎn)換為電磁波信號或計(jì)算機(jī)代碼換為電磁波信號或計(jì)算機(jī)代碼 n信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與

4、預(yù)測n可存儲(chǔ)。信息可以存儲(chǔ)。大腦就是一個(gè)天然信息可存儲(chǔ)。信息可以存儲(chǔ)。大腦就是一個(gè)天然信息存儲(chǔ)存儲(chǔ)器器。人類發(fā)明的文字、攝影、錄音、錄像以及計(jì)算機(jī)。人類發(fā)明的文字、攝影、錄音、錄像以及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等都可以進(jìn)行信息存儲(chǔ)存儲(chǔ)器等都可以進(jìn)行信息存儲(chǔ) nn可處理。可處理。人腦人腦就是最佳的信息就是最佳的信息處理器處理器。人腦的思維功。人腦的思維功能可以進(jìn)行決策、設(shè)計(jì)、研究、寫作、改進(jìn)、發(fā)明、能可以進(jìn)行決策、設(shè)計(jì)、研究、寫作、改進(jìn)、發(fā)明、創(chuàng)造等多種信息處理活動(dòng)。計(jì)算機(jī)也具有信息處理功創(chuàng)造等多種信息處理活動(dòng)。計(jì)算機(jī)也具有信息處理功能。能。 n可傳遞。信息的傳遞是與物質(zhì)和能量的傳遞同時(shí)進(jìn)行可傳遞。信息的傳遞

5、是與物質(zhì)和能量的傳遞同時(shí)進(jìn)行的。語言、表情、動(dòng)作、報(bào)刊、的。語言、表情、動(dòng)作、報(bào)刊、書籍書籍、廣播、電視、廣播、電視、電話等是人類常用的信息傳遞方式。電話等是人類常用的信息傳遞方式。 n信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n可再生。信息經(jīng)過處理后，可以其他形式再生。如自可再生。信息經(jīng)過處理后，可以其他形式再生。如自然信息經(jīng)過人工處理后，可用語言或圖形等方式再生然信息經(jīng)過人工處理后，可用語言或圖形等方式再生成信息。輸入計(jì)算機(jī)的各種數(shù)據(jù)文字等信息，可用顯成信息。輸入計(jì)算機(jī)的各種數(shù)據(jù)文字等信息，可用顯示、打印、繪圖等方式再生成信息。示、打印、繪圖等方式再生成信息。 n可壓縮。信息可以進(jìn)行壓縮，可以用

6、不同的信息量來可壓縮。信息可以進(jìn)行壓縮，可以用不同的信息量來描述同一事物。人們常常用盡可能少的信息量描述一描述同一事物。人們常常用盡可能少的信息量描述一件事物的主要特征。件事物的主要特征。 n可利用。信息具有一定的實(shí)效性和可利用性。可利用。信息具有一定的實(shí)效性和可利用性。 n可共享。信息具有擴(kuò)散性，因此可共享。可共享。信息具有擴(kuò)散性，因此可共享。n可增值。可增值。 信息是一種資源。信息是一種資源。信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n三三 信息分析與處理的目的信息分析與處理的目的n1 1 提高有效性提高有效性n n壓縮信息量的各種方法都屬于這一類。例如，通過過壓縮信息量的各種方法都屬于這一類。

7、例如，通過過濾、預(yù)測、信源編碼和閾變換等方法，就可以在一定濾、預(yù)測、信源編碼和閾變換等方法，就可以在一定程度上壓縮頻帶、壓縮動(dòng)態(tài)范圍、壓縮數(shù)據(jù)率。在允程度上壓縮頻帶、壓縮動(dòng)態(tài)范圍、壓縮數(shù)據(jù)率。在允許一定失真條件下許一定失真條件下, ,信息率信息率- -失真理論是這類信息處理失真理論是這類信息處理技術(shù)的理論基礎(chǔ)。技術(shù)的理論基礎(chǔ)。n主元素分析主元素分析 PCA PCA 信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n2 2 提高抗干擾性；提高抗干擾性；n為了提高抗干擾的能力，針對干擾的性質(zhì)和特點(diǎn)，對為了提高抗干擾的能力，針對干擾的性質(zhì)和特點(diǎn)，對載荷信息的信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q和設(shè)計(jì)。例如，通過載荷信息的信號進(jìn)行

8、適當(dāng)?shù)淖儞Q和設(shè)計(jì)。例如，通過過濾和綜合來消除畫面的條紋干擾或孤立斑點(diǎn)；通過過濾和綜合來消除畫面的條紋干擾或孤立斑點(diǎn)；通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)使信號具有較強(qiáng)的相關(guān)性來抑制隨機(jī)噪聲適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)使信號具有較強(qiáng)的相關(guān)性來抑制隨機(jī)噪聲的干擾；通過對信號附加適當(dāng)?shù)氖Ｓ啵剐盘柧哂邪l(fā)的干擾；通過對信號附加適當(dāng)?shù)氖Ｓ啵剐盘柧哂邪l(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤的能力等，都是這類信息處理技術(shù)的應(yīng)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤的能力等，都是這類信息處理技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。用實(shí)例。n平滑平滑 濾波處理濾波處理信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n3 3 改善主觀感覺的效果；改善主觀感覺的效果；n n這類技術(shù)主要應(yīng)用在圖像處理方面。例如通過灰度變這類技術(shù)主要應(yīng)用在圖像

9、處理方面。例如通過灰度變換和修正，通過頻率成分的加重和調(diào)整來改善圖像的換和修正，通過頻率成分的加重和調(diào)整來改善圖像的質(zhì)量；為了便于觀察圖像各個(gè)部分的差別，把灰度差質(zhì)量；為了便于觀察圖像各個(gè)部分的差別，把灰度差轉(zhuǎn)換為色彩差，形成假彩色圖等。此外，廣播中的立轉(zhuǎn)換為色彩差，形成假彩色圖等。此外，廣播中的立體聲處理也是改善主觀感覺效果的信息處理技術(shù)。體聲處理也是改善主觀感覺效果的信息處理技術(shù)。信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n4 4 對信息進(jìn)行識(shí)別和分類；對信息進(jìn)行識(shí)別和分類； n這是信息處理技術(shù)發(fā)展較快的一個(gè)分支，通常稱為模這是信息處理技術(shù)發(fā)展較快的一個(gè)分支，通常稱為模式識(shí)別。這種方法的要點(diǎn)是：

10、根據(jù)用戶要求，合理地式識(shí)別。這種方法的要點(diǎn)是：根據(jù)用戶要求，合理地抽取模式的特征，然后根據(jù)一定的準(zhǔn)則來對模式進(jìn)行抽取模式的特征，然后根據(jù)一定的準(zhǔn)則來對模式進(jìn)行識(shí)別和分類。具體實(shí)現(xiàn)的方法主要有兩類：基于模式識(shí)別和分類。具體實(shí)現(xiàn)的方法主要有兩類：基于模式的統(tǒng)計(jì)特征和統(tǒng)計(jì)推斷理論的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法；基于模的統(tǒng)計(jì)特征和統(tǒng)計(jì)推斷理論的統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法；基于模式結(jié)構(gòu)特征和文法推理的文法識(shí)別方法。統(tǒng)計(jì)識(shí)別方式結(jié)構(gòu)特征和文法推理的文法識(shí)別方法。統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法要求先抽取模式的特征，得到原始的特征空間法要求先抽取模式的特征，得到原始的特征空間, ,然后然后把它變換到低維空間把它變換到低維空間, ,并根據(jù)一定的準(zhǔn)則（如最小均

11、方并根據(jù)一定的準(zhǔn)則（如最小均方誤差準(zhǔn)則、最大熵準(zhǔn)則等）對它進(jìn)行分類（線性分類誤差準(zhǔn)則、最大熵準(zhǔn)則等）對它進(jìn)行分類（線性分類或非線性分類，后者具有較好的分類效果，但比較復(fù)或非線性分類，后者具有較好的分類效果，但比較復(fù)雜）。雜）。信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n文法識(shí)別方法要求先選取模式的元素（即結(jié)構(gòu)特性），文法識(shí)別方法要求先選取模式的元素（即結(jié)構(gòu)特性），然后進(jìn)行文法分析和推斷，通過樣板匹配的方法，按然后進(jìn)行文法分析和推斷，通過樣板匹配的方法，按照相似度準(zhǔn)則來識(shí)別模式。數(shù)碼識(shí)別、文字識(shí)別、語照相似度準(zhǔn)則來識(shí)別模式。數(shù)碼識(shí)別、文字識(shí)別、語聲識(shí)別和特定圖形聲識(shí)別和特定圖形( (如指紋、染色體、癌

12、細(xì)胞等如指紋、染色體、癌細(xì)胞等) )的識(shí)的識(shí)別等都取得了較大進(jìn)展。別等都取得了較大進(jìn)展。n數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘 里面的聚類分析里面的聚類分析信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n5 5 分離和選擇信息。獲得有價(jià)值的分離和選擇信息。獲得有價(jià)值的n通常從內(nèi)容隨時(shí)增減變動(dòng)的數(shù)據(jù)庫中有選擇地提取信通常從內(nèi)容隨時(shí)增減變動(dòng)的數(shù)據(jù)庫中有選擇地提取信息，或情報(bào)檢索和文字加工等，都屬于信息選擇。另息，或情報(bào)檢索和文字加工等，都屬于信息選擇。另外一類是分離信息，如在多數(shù)人交談的環(huán)境中，只選外一類是分離信息，如在多數(shù)人交談的環(huán)境中，只選取一個(gè)人的講話。這需要有發(fā)話者的語聲識(shí)別器。例取一個(gè)人的講話。這需要有發(fā)話者的語聲識(shí)

13、別器。例如，利用基頻和音調(diào)等特征來識(shí)別出選擇的對象，然如，利用基頻和音調(diào)等特征來識(shí)別出選擇的對象，然后再將有關(guān)信息提取出來。在場景識(shí)別中，為了從背后再將有關(guān)信息提取出來。在場景識(shí)別中，為了從背景中將活動(dòng)物體圖像分離出來，可以仿照蛙眼識(shí)別活景中將活動(dòng)物體圖像分離出來，可以仿照蛙眼識(shí)別活動(dòng)目標(biāo)的原理，通過側(cè)抑制方法來實(shí)現(xiàn)動(dòng)目標(biāo)的原理，通過側(cè)抑制方法來實(shí)現(xiàn)。n平滑與濾波處理平滑與濾波處理 信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n四四 智能分析與預(yù)測智能分析與預(yù)測n自動(dòng)化自動(dòng)化 智能化智能化 n開燈開燈 與與 關(guān)燈關(guān)燈 n智能樓宇控制智能樓宇控制n智能交通控制智能交通控制 ITS n離線離線n在線在線 信息智能分析與預(yù)測信息智能分析與預(yù)測n智能股票分析智能股票分析n商業(yè)商業(yè) 智能智能(BI )(BI )n智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)n智能智能WEBWEB數(shù)據(jù)挖掘數(shù)據(jù)挖掘n人工智能人工智能 智能算法智能算法信息智能分析與處理信息智