智能编码算法
❶ idea30天试用到期后还能用吗
不能了。
idea全称IntelliJ IDEA,是java语言开发的集成环境,是JetBrains公司的产品。
idea提倡的是智能编码,目的是减少程序员的工作,其特色功能有智能的选取、丰富的导航模式、历史记录功能等,最突出的功能是调试(Debug),可以对Java代码、JavaScript、JQuery等技术进行调试。
是旅居瑞士中国青年学者来学嘉和着名密码专家J.Massey于1990年提出的。它在1990年正式公布并在以后得到增强。这种算法是在DES算法的基础上发展出来的,类似于三重DES,和DES一样IDEA也是属于对称密钥算法。发展IDEA也是因为感到DES具有密钥太短等缺点,已经过时。
IDEA的密钥为128位,这么长的密钥在今后若干年内应该是安全的。
类似于DES,IDEA算法也是一种数据块加密算法,它设计了一系列加密轮次,每轮加密都使用从完整的加密密钥中生成的一个子密钥。与DES的不同处在于,它采用软件实现和采用硬件实现同样快速。
由于IDEA是在美国之外提出并发展起来的,避开了美国法律上对加密技术的诸多限制,因此,有关IDEA算法和实现技术的书籍都可以自由出版和交流,可极大地促进IDEA的发展和完善。
❷ 电视剧中出现智能码率是什么意思
码率控制实际上是一种编码的优化算法,它用于实现对视频流码流大小的控制。那么它控制的目的是什么呢?
我们可以试想一下,同样的视频编码格式,码流大,它包含的信息也就越多,那么对应的图像也就越清晰,反之亦然。目前常用的两种码流控制方式是VBR和CBR,VBR是动态比特率,CBR是固定比特率。那么他们是怎么来实现的呢?
我们首先看视频编码的目的,它是为了在有限的带宽中传输尽可能清晰的视频,我们以每秒25/帧的图像举例,25帧图像中定义了GOP组,目前主要是有I,B,P帧三种帧格式,I帧是关键帧,你可以想象它就是一幅JPEG压缩图像,而B,P帧是依靠I帧存在的,如果丢失了I帧,B,P帧是看不到图像的,B,P帧描述的不是实际的图像像素内容,而是每个相关像素的变化量,他们相对于I帧信息量会很小。GOP组是指一个关键帧I帧所在的组的长度,每个GOP组只有1个I帧。
我们再来看,一组画面的码流大小跟什么有关?当视频编码的压缩方式都一样,清晰度要求都一样的时候,GOP组的长度格式决定了码流的大小,例如:每秒25帧画面,GOP组长度为5,那么帧格式为IBPBP,那么1秒钟有5个I帧,10个B帧,10个P帧,如果GOP组长度为15,帧格式就是IBBPBBPBBPBBPBB,那么1秒钟内会有2个I帧和16个B帧和7个P帧,那么5个I帧比2个I帧占用的数据信息量大,所以GOP组的长度格式也决定了码流的大小。
最后,我们再来看VBR和CBR,对于VBR来说,它可以通过特殊的算法来控制一个GOP组的长度,也就是I帧的数量,当图像中运动图像多时,我可以把I帧数量加大,那么图像会很清晰,如果图像内元素基本静止时,它甚至可以把GOP组调到25的长度。那么根据前面的描述,可以想象这是一种为了确保图像质量的控制手段,它非常灵活,不死板,但是要求控制算法非常的精确,不精确会导致很多问题,例如码流突增后不降低,即使带宽足够,会导致图像出现问题。
❸ 智能编程语言和人工智能编程语言有区别吗什么是智能编程语言
Python、Java、Lisp、Prolog、C ++、Yigo。
Python由于简单易用,是人工智能领域中使用最广泛的编程语言之一,它可以无缝地与数据结构和其他常用的AI算法一起使用。
Python之所以适合AI项目,其实也是基于Python的很多有用的库都可以在AI中使用,如Numpy提供科学的计算能力,Scypy的高级计算和Pybrain的机器学习。
Java也是AI项目的一个很好的选择。它是一种面向对象的编程语言,专注于提供AI项目上所需的所有高级功能,它是可移植的,并且提供了内置的垃圾回收。另外Java社区也是一个加分项,完善丰富的社区生态可以帮助开发人员随时随地查询和解决遇到的问题。
对于AI项目来说,算法几乎是灵魂,无论是搜索算法、自然语言处理算法还是神经网络,Java都可以提供一种简单的编码算法。另外,Java的扩展性也是AI项目必备的功能之一。自从去年,AlphaGo打遍天下棋手无对手,人工智能的风头就一直无人能及。在IT领袖峰会上,BAT三位大佬都看好人工智能的未来发展。今年年初,网络就做了一个大动作,在医疗方面押宝人工智能,所以在这次峰会上李彦宏也发声称互联网是道开胃菜,人工智能才是主菜。
人工智能是一个很广阔的领域,很多编程语言都可以用于人工智能开发,所以很难说人工智能必须用哪一种语言来开发。选择多也意味着会有优劣之分,并不是每种编程语言都能够为开发人员节省时间及精力。所以我们整理了5种比较适用于人工智能开发的编程语言,希望能够对你有所帮助。
Python
Python由于简单易用,是人工智能领域中使用最广泛的编程语言之一,它可以无缝地与数据结构和其他常用的AI算法一起使用。
Python之所以时候AI项目,其实也是基于Python的很多有用的库都可以在AI中使用,如Numpy提供科学的计算能力,Scypy的高级计算和Pybrain的机器学习。另外,Python有大量的在线资源,所以学习曲线也不会特别陡峭。
Java
Java也是AI项目的一个很好的选择。它是一种面向对象的编程语言,专注于提供AI项目上所需的所有高级功能,它是可移植的,并且提供了内置的垃圾回收。另外Java社区也是一个加分项,完善丰富的社区生态可以帮助开发人员随时随地查询和解决遇到的问题。
对于AI项目来说,算法几乎是灵魂,无论是搜索算法、自然语言处理算法还是神经网络,Java都可以提供一种简单的编码算法。另外,Java的扩展性也是AI项目必备的功能之一。
Lisp
Lisp因其出色的原型设计能力和对符号表达式的支持在AI领域崭露头角。LISP作为因应人工智能而设计的语言,是第一个声明式系内函数式程序设计语言,有别于命令式系内过程式的C、Fortran和面向对象的Java、C#等结构化程序设计语言。
Lisp语言因其可用性和符号结构而主要用于机器学习/ ILP子领域。着名的AI专家彼得·诺维奇(Peter Norvig)在其《ArTIficial Intelligence: A modern approach》一书中,详细解释了为什么Lisp是AI开发的顶级编程语言之一,感兴趣的朋友可以自行查看。
Prolog
Prolog与Lisp在可用性方面旗鼓相当,据《Prolog Programming for ArTIficial Intelligence》一文介绍,Prolog一种逻辑编程语言,主要是对一些基本机制进行编程,对于AI编程十分有效,例如它提供模式匹配,自动回溯和基于树的数据结构化机制。结合这些机制可以为AI项目提供一个灵活的框架。
Prolog广泛应用于AI的 expert系统,也可用于医疗项目的工作。
C ++
C ++是世界上速度最快的编程语言,其在硬件层面上的交流能力使开发人员能够改进程序执行时间。 C ++对于时间很敏感,这对于AI项目是非常有用的,例如,搜索引擎可以广泛使用C ++。
在AI项目中,C++可用于统计,如神经网络。另外算法也可以在C ++被广泛地快速执行,游戏中的AI主要用C ++编码,以便更快的执行和响应时间。
写在最后:
在这些编程语言中,Python因为适用于大多数AI,所以渐有成为AI编程语言之首的趋势,而Lisp和Prolog因其独特的功能,所以在部分AI项目中卓有成效,地位暂时难以撼动。而Java和C++的自身优势将在AI项目中继续保持。
❹ 人工智能用的编程语言是哪些
Python、Java、Lisp、Prolog、C ++、Yigo。
❺ 人工智能算法简介
人工智能的三大基石—算法、数据和计算能力,算法作为其中之一,是非常重要的,那么人工智能都会涉及哪些算法呢?不同算法适用于哪些场景呢?
一、按照模型训练方式不同可以分为监督学习(Supervised Learning),无监督学习(Unsupervised Learning)、半监督学习(Semi-supervised Learning)和强化学习(Reinforcement Learning)四大类。
常见的监督学习算法包含以下几类:
(1)人工神经网络(Artificial Neural Network)类:反向传播(Backpropagation)、波尔兹曼机(Boltzmann Machine)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network)、Hopfield网络(hopfield Network)、多层感知器(Multilyer Perceptron)、径向基函数网络(Radial Basis Function Network,RBFN)、受限波尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machine)、回归神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)、自组织映射(Self-organizing Map,SOM)、尖峰神经网络(Spiking Neural Network)等。
(2)贝叶斯类(Bayesin):朴素贝叶斯(Naive Bayes)、高斯贝叶斯(Gaussian Naive Bayes)、多项朴素贝叶斯(Multinomial Naive Bayes)、平均-依赖性评估(Averaged One-Dependence Estimators,AODE)
贝叶斯信念网络(Bayesian Belief Network,BBN)、贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)等。
(3)决策树(Decision Tree)类:分类和回归树(Classification and Regression Tree,CART)、迭代Dichotomiser3(Iterative Dichotomiser 3, ID3),C4.5算法(C4.5 Algorithm)、C5.0算法(C5.0 Algorithm)、卡方自动交互检测(Chi-squared Automatic Interaction Detection,CHAID)、决策残端(Decision Stump)、ID3算法(ID3 Algorithm)、随机森林(Random Forest)、SLIQ(Supervised Learning in Quest)等。
(4)线性分类器(Linear Classifier)类:Fisher的线性判别(Fisher’s Linear Discriminant)
线性回归(Linear Regression)、逻辑回归(Logistic Regression)、多项逻辑回归(Multionmial Logistic Regression)、朴素贝叶斯分类器(Naive Bayes Classifier)、感知(Perception)、支持向量机(Support Vector Machine)等。
常见的无监督学习类算法包括:
(1) 人工神经网络(Artificial Neural Network)类:生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN),前馈神经网络(Feedforward Neural Network)、逻辑学习机(Logic Learning Machine)、自组织映射(Self-organizing Map)等。
(2) 关联规则学习(Association Rule Learning)类:先验算法(Apriori Algorithm)、Eclat算法(Eclat Algorithm)、FP-Growth算法等。
(3)分层聚类算法(Hierarchical Clustering):单连锁聚类(Single-linkage Clustering),概念聚类(Conceptual Clustering)等。
(4)聚类分析(Cluster analysis):BIRCH算法、DBSCAN算法,期望最大化(Expectation-maximization,EM)、模糊聚类(Fuzzy Clustering)、K-means算法、K均值聚类(K-means Clustering)、K-medians聚类、均值漂移算法(Mean-shift)、OPTICS算法等。
(5)异常检测(Anomaly detection)类:K最邻近(K-nearest Neighbor,KNN)算法,局部异常因子算法(Local Outlier Factor,LOF)等。
常见的半监督学习类算法包含:生成模型(Generative Models)、低密度分离(Low-density Separation)、基于图形的方法(Graph-based Methods)、联合训练(Co-training)等。
常见的强化学习类算法包含:Q学习(Q-learning)、状态-行动-奖励-状态-行动(State-Action-Reward-State-Action,SARSA)、DQN(Deep Q Network)、策略梯度算法(Policy Gradients)、基于模型强化学习(Model Based RL)、时序差分学习(Temporal Different Learning)等。
常见的深度学习类算法包含:深度信念网络(Deep Belief Machines)、深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Networks)、深度递归神经网络(Deep Recurrent Neural Network)、分层时间记忆(Hierarchical Temporal Memory,HTM)、深度波尔兹曼机(Deep Boltzmann Machine,DBM)、栈式自动编码器(Stacked Autoencoder)、生成对抗网络(Generative Adversarial Networks)等。
二、按照解决任务的不同来分类,粗略可以分为二分类算法(Two-class Classification)、多分类算法(Multi-class Classification)、回归算法(Regression)、聚类算法(Clustering)和异常检测(Anomaly Detection)五种。
1.二分类(Two-class Classification)
(1)二分类支持向量机(Two-class SVM):适用于数据特征较多、线性模型的场景。
(2)二分类平均感知器(Two-class Average Perceptron):适用于训练时间短、线性模型的场景。
(3)二分类逻辑回归(Two-class Logistic Regression):适用于训练时间短、线性模型的场景。
(4)二分类贝叶斯点机(Two-class Bayes Point Machine):适用于训练时间短、线性模型的场景。(5)二分类决策森林(Two-class Decision Forest):适用于训练时间短、精准的场景。
(6)二分类提升决策树(Two-class Boosted Decision Tree):适用于训练时间短、精准度高、内存占用量大的场景
(7)二分类决策丛林(Two-class Decision Jungle):适用于训练时间短、精确度高、内存占用量小的场景。
(8)二分类局部深度支持向量机(Two-class Locally Deep SVM):适用于数据特征较多的场景。
(9)二分类神经网络(Two-class Neural Network):适用于精准度高、训练时间较长的场景。
解决多分类问题通常适用三种解决方案:第一种,从数据集和适用方法入手,利用二分类器解决多分类问题;第二种,直接使用具备多分类能力的多分类器;第三种,将二分类器改进成为多分类器今儿解决多分类问题。
常用的算法:
(1)多分类逻辑回归(Multiclass Logistic Regression):适用训练时间短、线性模型的场景。
(2)多分类神经网络(Multiclass Neural Network):适用于精准度高、训练时间较长的场景。
(3)多分类决策森林(Multiclass Decision Forest):适用于精准度高,训练时间短的场景。
(4)多分类决策丛林(Multiclass Decision Jungle):适用于精准度高,内存占用较小的场景。
(5)“一对多”多分类(One-vs-all Multiclass):取决于二分类器效果。
回归
回归问题通常被用来预测具体的数值而非分类。除了返回的结果不同,其他方法与分类问题类似。我们将定量输出,或者连续变量预测称为回归;将定性输出,或者离散变量预测称为分类。长巾的算法有:
(1)排序回归(Ordinal Regression):适用于对数据进行分类排序的场景。
(2)泊松回归(Poission Regression):适用于预测事件次数的场景。
(3)快速森林分位数回归(Fast Forest Quantile Regression):适用于预测分布的场景。
(4)线性回归(Linear Regression):适用于训练时间短、线性模型的场景。
(5)贝叶斯线性回归(Bayesian Linear Regression):适用于线性模型,训练数据量较少的场景。
(6)神经网络回归(Neural Network Regression):适用于精准度高、训练时间较长的场景。
(7)决策森林回归(Decision Forest Regression):适用于精准度高、训练时间短的场景。
(8)提升决策树回归(Boosted Decision Tree Regression):适用于精确度高、训练时间短、内存占用较大的场景。
聚类
聚类的目标是发现数据的潜在规律和结构。聚类通常被用做描述和衡量不同数据源间的相似性,并把数据源分类到不同的簇中。
(1)层次聚类(Hierarchical Clustering):适用于训练时间短、大数据量的场景。
(2)K-means算法:适用于精准度高、训练时间短的场景。
(3)模糊聚类FCM算法(Fuzzy C-means,FCM):适用于精确度高、训练时间短的场景。
(4)SOM神经网络(Self-organizing Feature Map,SOM):适用于运行时间较长的场景。
异常检测
异常检测是指对数据中存在的不正常或非典型的分体进行检测和标志,有时也称为偏差检测。
异常检测看起来和监督学习问题非常相似,都是分类问题。都是对样本的标签进行预测和判断,但是实际上两者的区别非常大,因为异常检测中的正样本(异常点)非常小。常用的算法有:
(1)一分类支持向量机(One-class SVM):适用于数据特征较多的场景。
(2)基于PCA的异常检测(PCA-based Anomaly Detection):适用于训练时间短的场景。
常见的迁移学习类算法包含:归纳式迁移学习(Inctive Transfer Learning) 、直推式迁移学习(Transctive Transfer Learning)、无监督式迁移学习(Unsupervised Transfer Learning)、传递式迁移学习(Transitive Transfer Learning)等。
算法的适用场景:
需要考虑的因素有:
(1)数据量的大小、数据质量和数据本身的特点
(2)机器学习要解决的具体业务场景中问题的本质是什么?
(3)可以接受的计算时间是什么?
(4)算法精度要求有多高?
————————————————
原文链接: https://blog.csdn.net/nfzhlk/article/details/82725769
❻ 人工智能算法解决新挑战,智能算法是什么是如何运行的
由于人工智能缺乏可解释性,人们越来越关注人工智能主体的接受和信任问题。多年来,对可解释性的重视在计算机视觉、自然语言处理和序列建模等领域取得了巨大的进展。随着时间的推移,这些类型的编码指令变得比任何人想象的都更加全面和复杂。人工智能算法已经进入了这一领域。人工智能算法是机器学习的一个子领域,它引导计算机学习如何独立工作。因此,为了优化程序并更快地完成工作,小工具将继续学习。
人工智能算法也每天都在使用。尽管关于美国联邦政府如何保护个人数据信息的问题尚不清楚,但对特定方面和通信的计算机软件监控已经在防止国内外的重大恐怖行为。这只是人类使用人工智能不断发展和扩大的一种经验。人类对人工智能的使用拓宽了我们的视野,使事情变得更简单、更安全,并使子孙后代更幸福。
❼ 人工智能创意编程是什么
Python、Java、Lisp、Prolog、C ++、Yigo。
Python由于简单易用,是人工智能领域中使用最广泛的编程语言之一,它可以无缝地与数据结构和其他常用的AI算法一起使用。
Python之所以适合AI项目,其实也是基于Python的很多有用的库都可以在AI中使用,如Numpy提供科学的计算能力,Scypy的高级计算和Pybrain的机器学习。
Java也是AI项目的一个很好的选择。它是一种面向对象的编程语言,专注于提供AI项目上所需的所有高级功能,它是可移植的,并且提供了内置的垃圾回收。另外Java社区也是一个加分项,完善丰富的社区生态可以帮助开发人员随时随地查询和解决遇到的问题。
对于AI项目来说,算法几乎是灵魂,无论是搜索算法、自然语言处理算法还是神经网络,Java都可以提供一种简单的编码算法。另外,Java的扩展性也是AI项目必备的功能之一。
❽ 智能算法的算法分类
模拟退火算法的依据是固体物质退火过程和组合优化问题之间的相似性。物质在加热的时候,粒子间的布朗运动增强,到达一定强度后,固体物质转化为液态,这个时候再进行退火,粒子热运动减弱,并逐渐趋于有序,最后达到稳定。
模拟退火的解不再像局部搜索那样最后的结果依赖初始点。它引入了一个接受概率p。如果新的点(设为pn)的目标函数f(pn)更好,则p=1,表示选取新点;否则,接受概率p是当前点(设为pc)的目标函数f(pc),新点的目标函数f(pn)以及另一个控制参数“温度”T的函数。也就是说,模拟退火没有像局部搜索那样每次都贪婪地寻找比现在好的点,目标函数差一点的点也有可能接受进来。随着算法的执行,系统温度T逐渐降低,最后终止于某个低温,在该温度下,系统不再接受变化。
模拟退火的典型特征是除了接受目标函数的改进外,还接受一个衰减极限,当T较大时,接受较大的衰减,当T逐渐变小时,接受较小的衰减,当T为0时,就不再接受衰减。这一特征意味着模拟退火与局部搜索相反,它能避开局部极小,并且还保持了局部搜索的通用性和简单性。
在物理上,先加热,让分子间互相碰撞,变成无序状态,内能加大,然后降温,最后的分子次序反而会更有序,内能比没有加热前更小。就像那只兔子,它喝醉后,对比较近的山峰视而不见,迷迷糊糊地跳一大圈子,反而更有可能找到珠峰。
值得注意的是,当T为0时,模拟退火就成为局部搜索的一个特例。
模拟退火的伪码表达:
procere simulated annealing
begin
t:=0;
initialize temperature T
select a current string vc at random;
evaluate vc;
repeat
repeat
select a new string vn in the neighborhood of vc; (1)
if f(vc)<f(vn)
then vc:=vn;
else if random [0,1] <exp ((f (vn)-f (vc))/T) (2)
then vc:=vn;
until (termination-condition) (3)
T:=g(T,t); (4)
T:=t+1;
until (stop-criterion) (5)
end;
上面的程序中,关键的是(1)新状态产生函数,(2)新状态接受函数,(3)抽样稳定准则,(4)退温函数,(5)退火结束准则(简称三函数两准则)是直接影响优化结果的主要环节。虽然实验结果证明初始值对于最后的结果没有影响,但是初温越高,得到高质量解的概率越大。所以,应该尽量选取比较高的初温。
上面关键环节的选取策略:
(1)状态产生函数:候选解由当前解的邻域函数决定,可以取互换,插入,逆序等操作产生,然后根据概率分布方式选取新的解,概率可以取均匀分布、正态分布、高斯分布、柯西分布等。
(2)状态接受函数:这个环节最关键,但是,实验表明,何种接受函数对于最后结果影响不大。所以,一般选取min [1, exp ((f (vn)-f (vc))/T)]。
(3)抽样稳定准则:一般常用的有:检验目标函数的均值是否稳定;连续若干步的目标值变化较小;规定一定的步数;
(4)退温函数:如果要求温度必须按照一定的比率下降,SA算法可以采用,但是温度下降很慢;快速SA中,一般采用 。目前,经常用的是 ,是一个不断变化的值。
(5)退火结束准则:一般有:设置终止温度;设置迭代次数;搜索到的最优值连续多次保持不变;检验系统熵是否稳定。
为了保证有比较优的解,算法往往采取慢降温、多抽样、以及把“终止温度”设的比较低等方式,导致算法运行时间比较长,这也是模拟退火的最大缺点。人喝醉了酒办起事来都不利索,何况兔子? “物竞天择,适者生存”,是进化论的基本思想。遗传算法就是模拟自然界想做的事。遗传算法可以很好地用于优化问题,若把它看作对自然过程高度理想化的模拟,更能显出它本身的优雅——虽然生存竞争是残酷的。
遗传算法以一种群体中的所有个体为对象,并利用随机化技术指导对一个被编码的参数空间进行高效搜索。其中,选择、交叉和变异构成了遗传算法的遗传操作;参数编码、初始群体的设定、适应度函数的设计、遗传操作设计、控制参数设定五个要素组成了遗传算法的核心内容。作为一种新的全局优化搜索算法,遗传算法以其简单通用、健壮性强、适于并行处理以及高效、实用等显着特点,在各个领域得到了广泛应用,取得了良好效果,并逐渐成为重要的智能算法之一。
遗传算法的伪码:
procere genetic algorithm
begin
initialize a group and evaluate the fitness value ; (1)
while not convergent (2)
begin
select; (3)
if random[0,1]<pc then
crossover; (4)
if random (0,1)<pm then
mutation; (5)
end;
end
上述程序中有五个重要的环节:
(1)编码和初始群体的生成:GA在进行搜索之前先将解空间的解数据表示成遗传空间的基因型串结构数据,这些串结构数据的不同组合便构成了不同的点。然后随机产生N个初始串结构数据,每个串结构数据称为一个个体, N个体构成了一个群体。GA以这N个串结构数据作为初始点开始迭代。
比如,旅行商问题中,可以把商人走过的路径进行编码,也可以对整个图矩阵进行编码。编码方式依赖于问题怎样描述比较好解决。初始群体也应该选取适当,如果选取的过小则杂交优势不明显,算法性能很差(数量上占了优势的老鼠进化能力比老虎强),群体选取太大则计算量太大。
(2)检查算法收敛准则是否满足,控制算法是否结束。可以采用判断与最优解的适配度或者定一个迭代次数来达到。
(3)适应性值评估检测和选择:适应性函数表明个体或解的优劣性,在程序的开始也应该评价适应性,以便和以后的做比较。不同的问题,适应性函数的定义方式也不同。根据适应性的好坏,进行选择。选择的目的是为了从当前群体中选出优良的个体,使它们有机会作为父代为下一代繁殖子孙。遗传算法通过选择过程体现这一思想,进行选择的原则是适应性强的个体为下一代贡献一个或多个后代的概率大。选择实现了达尔文的适者生存原则。
(4)杂交:按照杂交概率(pc)进行杂交。杂交操作是遗传算法中最主要的遗传操作。通过杂交操作可以得到新一代个体,新个体组合了其父辈个体的特性。杂交体现了信息交换的思想。
可以选定一个点对染色体串进行互换,插入,逆序等杂交,也可以随机选取几个点杂交。杂交概率如果太大,种群更新快,但是高适应性的个体很容易被淹没,概率小了搜索会停滞。
(5)变异:按照变异概率(pm)进行变异。变异首先在群体中随机选择一个个体,对于选中的个体以一定的概率随机地改变串结构数据中某个串的值。同生物界一样,GA中变异发生的概率很低。变异为新个体的产生提供了机会。
变异可以防止有效基因的缺损造成的进化停滞。比较低的变异概率就已经可以让基因不断变更,太大了会陷入随机搜索。想一下,生物界每一代都和上一代差距很大,会是怎样的可怕情形。
就像自然界的变异适和任何物种一样,对变量进行了编码的遗传算法没有考虑函数本身是否可导,是否连续等性质,所以适用性很强;并且,它开始就对一个种群进行操作,隐含了并行性,也容易找到“全局最优解”。 为了找到“全局最优解”,就不应该执着于某一个特定的区域。局部搜索的缺点就是太贪婪地对某一个局部区域以及其邻域搜索,导致一叶障目,不见泰山。禁忌搜索就是对于找到的一部分局部最优解,有意识地避开它(但不是完全隔绝),从而获得更多的搜索区间。兔子们找到了泰山,它们之中的一只就会留守在这里,其他的再去别的地方寻找。就这样,一大圈后,把找到的几个山峰一比较,珠穆朗玛峰脱颖而出。
当兔子们再寻找的时候,一般地会有意识地避开泰山,因为他们知道,这里已经找过,并且有一只兔子在那里看着了。这就是禁忌搜索中“禁忌表(tabu list)”的含义。那只留在泰山的兔子一般不会就安家在那里了,它会在一定时间后重新回到找最高峰的大军,因为这个时候已经有了许多新的消息,泰山毕竟也有一个不错的高度,需要重新考虑,这个归队时间,在禁忌搜索里面叫做“禁忌长度(tabu length)”;如果在搜索的过程中,留守泰山的兔子还没有归队,但是找到的地方全是华北平原等比较低的地方,兔子们就不得不再次考虑选中泰山,也就是说,当一个有兔子留守的地方优越性太突出,超过了“best to far”的状态,就可以不顾及有没有兔子留守,都把这个地方考虑进来,这就叫“特赦准则(aspiration criterion)”。这三个概念是禁忌搜索和一般搜索准则最不同的地方,算法的优化也关键在这里。
伪码表达:
procere tabu search;
begin
initialize a string vc at random,clear up the tabu list;
cur:=vc;
repeat
select a new string vn in the neighborhood of vc;
if va>best_to_far then {va is a string in the tabu list}
begin
cur:=va;
let va take place of the oldest string in the tabu list;
best_to_far:=va;
end else
begin
cur:=vn;
let vn take place of the oldest string in the tabu list;
end;
until (termination-condition);
end;
以上程序中有关键的几点:
(1)禁忌对象:可以选取当前的值(cur)作为禁忌对象放进tabu list,也可以把和当然值在同一“等高线”上的都放进tabu list。
(2)为了降低计算量,禁忌长度和禁忌表的集合不宜太大,但是禁忌长度太小容易循环搜索,禁忌表太小容易陷入“局部极优解”。
(3)上述程序段中对best_to_far的操作是直接赋值为最优的“解禁候选解”,但是有时候会出现没有大于best_to_far的,候选解也全部被禁的“死锁”状态,这个时候,就应该对候选解中最佳的进行解禁,以能够继续下去。
(4)终止准则:和模拟退火,遗传算法差不多,常用的有:给定一个迭代步数;设定与估计的最优解的距离小于某个范围时,就终止搜索;当与最优解的距离连续若干步保持不变时,终止搜索;
禁忌搜索是对人类思维过程本身的一种模拟,它通过对一些局部最优解的禁忌(也可以说是记忆)达到接纳一部分较差解,从而跳出局部搜索的目的。 人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)
神经网络从名字就知道是对人脑的模拟。它的神经元结构,它的构成与作用方式都是在模仿人脑,但是也仅仅是粗糙的模仿,远没有达到完美的地步。和冯·诺依曼机不同,神经网络计算非数字,非精确,高度并行,并且有自学习功能。
生命科学中,神经细胞一般称作神经元,它是整个神经结构的最基本单位。每个神经细胞就像一条胳膊,其中像手掌的地方含有细胞核,称作细胞体,像手指的称作树突,是信息的输入通路,像手臂的称作轴突,是信息的输出通路;神经元之间错综复杂地连在一起,互相之间传递信号,而传递的信号可以导致神经元电位的变化,一旦电位高出一定值,就会引起神经元的激发,此神经元就会通过轴突传出电信号。
而如果要用计算机模仿生物神经,就需要人工的神经网络有三个要素:(1)形式定义人工神经元;(2)给出人工神经元的连接方式,或者说给出网络结构;(3)给出人工神经元之间信号强度的定义。
历史上第一个人工神经网络模型称作M-P模型,非常简单:
其中,表示神经元i在t时刻的状态,为1表示激发态,为0表示抑制态;是神经元i和j之间的连接强度;表示神经元i的阈值,超过这个值神经元才能激发。
这个模型是最简单的神经元模型。但是功能已经非常强大:此模型的发明人McCulloch和Pitts已经证明,不考虑速度和实现的复杂性,它可以完成当前数字计算机的任何工作。
以上这个M-P模型仅仅是一层的网络,如果从对一个平面进行分割的方面来考虑的话,M-P网络只能把一个平面分成个半平面,却不能够选取特定的一部分。而解决的办法就是“多层前向网路”。
为了让这种网络有合适的权值,必须给网络一定的激励,让它自己学习,调整。一种方法称作“向后传播算法(Back Propagation,BP)”,其基本思想是考察最后输出解和理想解的差异,调整权值,并把这种调整从输出层开始向后推演,经过中间层,达到输入层。
可见,神经网络是通过学习来达到解决问题的目的,学习没有改变单个神经元的结构和工作方式,单个神经元的特性和要解决的问题之间也没有直接联系,这里学习的作用是根据神经元之间激励与抑制的关系,改变它们的作用强度。学习样本中的任何样品的信息都包含在网络的每个权值之中。
BP算法中有考察输出解和理想解差异的过程,假设差距为w,则调整权值的目的就是为了使得w最小化。这就又包含了前文所说的“最小值”问题。一般的BP算法采用的是局部搜索,比如最速下降法,牛顿法等,当然如果想要得到全局最优解,可以采用模拟退火,遗传算法等。当前向网络采用模拟退火算法作为学习方法的时候,一般成为“波尔兹曼网络”,属于随机性神经网络。
在学习BP算法学习的过程中,需要已经有一部分确定的值作为理想输出,这就好像中学生在学习的时候,有老师的监督。如果没有了监督,人工神经网络该怎么学习?
就像没有了宏观调控,自由的市场引入了竞争一样,有一种学习方法称作“无监督有竞争的学习”。在输入神经元i的若干个神经元之间开展竞争,竞争之后,只有一个神经元为1,其他均为0,而对于失败的神经元,调整使得向对竞争有利的方向移动,则最终也可能在一次竞争中胜利;
人工神经网络还有反馈网络如Hopfield网络,它的神经元的信号传递方向是双向的,并且引入一个能量函数,通过神经元之间不断地相互影响,能量函数值不断下降,最后能给出一个能量比较低的解。这个思想和模拟退火差不多。
人工神经网络应用到算法上时,其正确率和速度与软件的实现联系不大,关键的是它自身的不断学习。这种思想已经和冯·诺依曼模型很不一样。 粒子群优化算法(PSO)是一种进化计算技术(evolutionary computation),1995 年由Eberhart 博士和kennedy 博士提出,源于对鸟群捕食的行为研究 。该算法最初是受到飞鸟集群活动的规律性启发,进而利用群体智能建立的一个简化模型。粒子群算法在对动物集群活动行为观察基础上,利用群体中的个体对信息的共享使整个群体的运动在问题求解空间中产生从无序到有序的演化过程,从而获得最优解。
PSO同遗传算法类似,是一种基于迭代的优化算法。系统初始化为一组随机解,通过迭代搜寻最优值。但是它没有遗传算法用的交叉(crossover)以及变异(mutation),而是粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索。同遗传算法比较,PSO的优势在于简单容易实现并且没有许多参数需要调整。目前已广泛应用于函数优化,神经网络训练,模糊系统控制以及其他遗传算法的应用领域。
PSO模拟鸟群的捕食行为。设想这样一个场景:一群鸟在随机搜索食物。在这个区域里只有一块食物。所有的鸟都不知道食物在那里。但是他们知道当前的位置离食物还有多远。那么找到食物的最优策略是什么呢。最简单有效的就是搜寻目前离食物最近的鸟的周围区域。
PSO从这种模型中得到启示并用于解决优化问题。PSO中,每个优化问题的解都是搜索空间中的一只鸟。我们称之为“粒子”。所有的粒子都有一个由被优化的函数决定的适应值(fitness value),每个粒子还有一个速度决定他们飞翔的方向和距离。然后粒子们就追随当前的最优粒子在解空间中搜索。
PSO 初始化为一群随机粒子(随机解)。然后通过迭代找到最优解。在每一次迭代中,粒子通过跟踪两个极值来更新自己。第一个就是粒子本身所找到的最优解,这个解叫做个体极值pBest。另一个极值是整个种群目前找到的最优解,这个极值是全局极值gBest。另外也可以不用整个种群而只是用其中一部分作为粒子的邻居,那么在所有邻居中的极值就是局部极值。 模拟退火,遗传算法,禁忌搜索,神经网络在解决全局最优解的问题上有着独到的优点,并且,它们有一个共同的特点:都是模拟了自然过程。模拟退火思路源于物理学中固体物质的退火过程,遗传算法借鉴了自然界优胜劣汰的进化思想,禁忌搜索模拟了人类有记忆过程的智力过程,神经网络更是直接模拟了人脑。
它们之间的联系也非常紧密,比如模拟退火和遗传算法为神经网络提供更优良的学习算法提供了思路。把它们有机地综合在一起,取长补短,性能将更加优良。
这几种智能算法有别于一般的按照图灵机进行精确计算的程序,尤其是人工神经网络,是对计算机模型的一种新的诠释,跳出了冯·诺依曼机的圈子,按照这种思想来设计的计算机有着广阔的发展前景
❾ FLDA 是人工智能算法么全名中英文是啥啊
应该不是。
人工智能之机器学习体系汇总
监督学习 Supervised learning
Fisher的线性判别 Fisher’s linear discriminant
线性回归 Linear regression
Logistic回归 Logistic regression
多项Logistic回归 Multinomial logistic regression
朴素贝叶斯分类器 Naive Bayes classifier
感知 Perceptron
支持向量机 Support vector machine
分类和回归树(CART) Classification and regression tree (CART)
迭代Dichotomiser 3(ID3) Iterative Dichotomiser 3(ID3)
C4.5算法 C4.5 algorithm
C5.0算法 C5.0 algorithm
卡方自动交互检测(CHAID) Chi-squared Automatic Interaction Detection(CHAID)
决策残端 Decision stump
ID3算法 ID3 algorithm
随机森林 Random forest
SLIQ
朴素贝叶斯 Naive Bayes
高斯贝叶斯 Gaussian Naive Bayes
多项朴素贝叶斯 Multinomial Naive Bayes
平均一依赖性评估(AODE) Averaged One-Dependence Estimators(AODE)
贝叶斯信念网络(BNN) Bayesian Belief Network(BBN)
贝叶斯网络(BN) Bayesian Network(BN)
自动编码器 Autoencoder
反向传播 Backpropagation
玻尔兹曼机 Boltzmann machine
卷积神经网络 Convolutional neural network
Hopfield网络 Hopfield network
多层感知器 Multilayer perceptron
径向基函数网络(RBFN) Radial basis function network(RBFN)
受限玻尔兹曼机 Restricted Boltzmann machine
回归神经网络(RNN) Recurrent neural network(RNN)
自组织映射(SOM) Self-organizing map(SOM)
尖峰神经网络 Spiking neural network
人工神经网络 Artificial neural network
贝叶斯 Bayesian
决策树 Decision Tree
线性分类 Linear classifier
无监督学习 Unsupervised learning
k-最近邻算法(K-NN) k-nearest neighbors classification(K-NN)
局部异常因子 Local outlier factor
BIRCH
DBSCAN
期望最大化(EM) Expectation-maximization(EM)
模糊聚类 Fuzzy clustering
K-means算法 K-means algorithm
k-均值聚类 K-means clustering
k-位数 K-medians
平均移 Mean-shift
OPTICS算法 OPTICS algorithm
单连锁聚类 Single-linkage clustering
概念聚类 Conceptual clustering
先验算法 Apriori algorithm
Eclat算法 Eclat algorithm
FP-growth算法 FP-growth algorithm
对抗生成网络
前馈神经网络 Feedforward neurral network
逻辑学习机 Logic learning machine
自组织映射 Self-organizing map
极端学习机 Extreme learning machine
人工神经网络 Artificial neural network
关联规则学习 Association rule learning
分层聚类 Hierarchical clustering
聚类分析 Cluster analysis
异常检测 Anomaly detection
半监督学习 Semi-supervised learning
生成模型 Generative models
低密度分离 Low-density separation
基于图形的方法 Graph-based methods
联合训练 Co-training
强化学习 Reinforcement learning
时间差分学习 Temporal difference learning
Q学习 Q-learning
学习自动 Learning Automata
状态-行动-回馈-状态-行动(SARSA) State-Action-Reward-State-Action(SARSA)
深度学习 Deep learning
深度信念网络 Deep belief machines
深度卷积神经网络 Deep Convolutional neural networks
深度递归神经网络 Deep Recurrent neural networks
分层时间记忆 Hierarchical temporal memory
深度玻尔兹曼机(DBM) Deep Boltzmann Machine(DBM)
堆叠自动编码器 Stacked Boltzmann Machine
生成式对抗网络 Generative adversarial networks
迁移学习 Transfer learning
传递式迁移学习 Transitive Transfer Learning
其他
主成分分析(PCA) Principal component analysis(PCA)
主成分回归(PCR) Principal component regression(PCR)
因子分析 Factor analysis
Bootstrap aggregating (Bagging)
AdaBoost
梯度提升机(GBM) Gradient boosting machine(GBM)
梯度提升决策树(GBRT) Gradient boosted decision tree(GBRT)
集成学习算法
降维