楊 野(綏化學院,黑龍江綏化152000)
計算機智能信息處理技術的發(fā)展與應用
楊野
(綏化學院,黑龍江綏化152000)
隨著計算機技術和信息技術的不斷發(fā)展,智能信息處理技術已經(jīng)不再局限于以前的傳統(tǒng)理論和方法研究的層面,轉而開始拓展一些新技術的應用。同時,智能信息處理技術的研究對象也不是以前的線性、因果等較為簡單的系統(tǒng),而是發(fā)展到了現(xiàn)在主流的非線性、非因果的復雜系統(tǒng)。本文先介紹了計算機智能信息處理技術的發(fā)展,并從多個方面綜合探究了計算機智能信息處理技術的應用方法,最后闡述了計算機智能信息處理技術的實際應用,給研究此方面課題或者從事此方面工作的人員帶來了一定的參考經(jīng)驗。
計算機;智能信息處理技術;模糊算法;神經(jīng)網(wǎng)絡
智能信息處理技術的發(fā)源可以追溯到上個世紀三十年代。當時雖然已經(jīng)有了此方面的一些理論和研究方法,但因為沒有智能運算的工具,智能信息處理技術在實際發(fā)展中很難應用。直到后來計算機的出現(xiàn)和廣泛推廣,智能信息處理技術才得到飛速的發(fā)展。到了現(xiàn)在,市場上已經(jīng)有了一大批具有智能信息處理技術的實用性產(chǎn)品,在我們的生活和學習中得到了廣泛的應用。這些產(chǎn)品在給人們的生活學習帶來諸多方便的同時,也帶來了巨大的經(jīng)濟效益。比如目前廣泛應用在醫(yī)學的CT機,就是利用計算機智能信息處理技術研發(fā)的產(chǎn)品。此外,以美國著名科學家J.W.Cooley為首的科研團隊研發(fā)出了FFT算法,這種算法能夠很好的應用在硬件電路中。正因為如此,F(xiàn)FT算法被深入應用到了各種智能檢測儀器中,從而大大增強了這些檢測儀器的精度和自動化程度。近幾年來,計算機智能信息處理技術的發(fā)展越來越迅速,其技術水平的更新速度也越來越快,大多數(shù)信息處理類的系統(tǒng)中都需要計算機智能信息處理技術作為支撐。
2.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法主要是根據(jù)數(shù)學模型和網(wǎng)絡模型提出的。其中,在數(shù)學模型中,人工神經(jīng)的結構是參照人體大腦的神經(jīng)元組織來創(chuàng)建的,其也是信息處理最基本的單元體。在數(shù)學模型中構建了大量的人工神經(jīng)單體,并將這些單元體有機的組合在一起,最終形成了一個較為復雜,并且能完成各類需求功能的神經(jīng)網(wǎng)絡結構。實際上,這種結構的關鍵點就在于每一個人工神經(jīng)單元體之間的連接。而在網(wǎng)絡模型中,其也是根據(jù)人工神經(jīng)單元體來創(chuàng)建每一個基礎單元體的。但不同的是,網(wǎng)絡模型更注重于多個單元體之間的聯(lián)系。即在網(wǎng)絡模型中,將數(shù)個人工神經(jīng)單元體用特定的結構排布方式組合在一起,從而將其變成一個完整的網(wǎng)絡模型。根據(jù)我國相關技術在此方面的研究現(xiàn)狀來看,目前我國研發(fā)出來的網(wǎng)絡模型種類已經(jīng)達到了數(shù)十種。此外,根據(jù)連接方式和信息流動方式的不同,可以將人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型分為兩種,即前向型網(wǎng)絡和相互結合性網(wǎng)絡。其中前者沒有系統(tǒng)的信息反饋機制,而后者具有這樣的機制,因此其又被稱作反饋性神經(jīng)網(wǎng)絡模型。
2.2模糊神經(jīng)網(wǎng)絡
模糊理論主要是用于研究哪些不確定的現(xiàn)象。研究對象的不確定主要是對象本身帶有的,并不屬于傳統(tǒng)數(shù)學理論中二元性原則的研究范疇。這就使得這些研究對象不能清楚的劃分,從而帶有一定的模糊性。模糊系統(tǒng)則是以模糊理論為核心內(nèi)容,擁有模糊信息處理能力的一種動態(tài)系統(tǒng)。模糊系統(tǒng)主要分為四個部分,即模糊規(guī)則庫、模糊產(chǎn)生器、反模糊化器和模糊推理機。在模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的相互融合下,相關的研究人員研發(fā)出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡。它主要是將模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡的相關理論體系結合在一起,并融入了語言邏輯計算、動力學理論等多種理論和方法,最終具有了較好的識別、聯(lián)想和模糊信息處理能力。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的核心就是要讓模糊輸入信號和相應權值附加在神經(jīng)網(wǎng)絡上,在取長補短的基礎上發(fā)揮它們各自的優(yōu)點。模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的研發(fā)和推廣,對于計算機信息技術的發(fā)展具有著里程碑式的作用。
2.3進化算法
進化算法主要是根據(jù)自然生物界中的自然選擇定律和遺傳定律創(chuàng)建的,對于機器的優(yōu)化和學習具有很強的指導意義。進化算法又被稱為遺傳算法,其主要是根據(jù)生物界的各種遺傳模型,在研究對象全范圍內(nèi)進行優(yōu)化搜索。這種算法的應用方法較為簡單,并且具有很廣泛的應用范圍,能夠很好的對對應信息進行并行處理。遺傳算法主要是以某個個體為研究對象,從而進行一系列的選擇、交叉和變異等各類操作,這也使得遺傳算法與傳統(tǒng)算法有了非常明顯的區(qū)別。近幾年來,經(jīng)過相關學者的不懈努力,進化算法已經(jīng)能夠在圖像識別、機器學習、自動化控制等多個方面有深層次的應用,同時也已經(jīng)成為了計算機智能信息處理技術的常用算法之一。
2.4信息融合技術
信息融合技術主要用用來對多種信息進行加工和利用,并讓它們的優(yōu)點相互之間補充,最終獲得較為真實和準確的信息。信息融合技術主要是利用多傳感系統(tǒng),對研究對象進行精準的檢測,并將所有不確定的信息剔除出去,從而增強最終結果的準確性和可靠性。信息融合技術的原理是根據(jù)人體大腦的綜合處理信息能力進行研發(fā)的。整個系統(tǒng)中具有很多不同種類的傳感器,并且每個傳感器發(fā)出的信息也是不一樣的,而多傳感器的信息融合系統(tǒng)能夠像人腦一樣,對各種信息進行處理和整合,最終充分利用各種有用的信息,并將多余的信息進行科學的組合,從而提升信息的正確性。目前,信息融合技術主要分為兩種,即高層次的處理和低層次的處理。其中,前者主要是指對于勢態(tài)和威脅的估計,以及整個信息融合過程的提取。而后者則主要是一些數(shù)據(jù)的預處理以及研究對象的檢測和分類等。
在日常生活中,計算機智能處理技術有很強的應用性,其主要表現(xiàn)在三個方面。第一,此技術應用到各類機器中,能夠大大加強機械的智能化和自動化,從而減少勞力和腦力的過度使用。第二,此技術對于文字、語音、影像等研究對象具有很強的識別能力,從而使得機器可以獨立的進行相應的理解和翻譯工作。第三,在互聯(lián)網(wǎng)技術高速發(fā)展的背景下,此技術能夠通過路由器等相關設備,對數(shù)據(jù)的傳輸路徑進行全面分析,從而找到數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖顑?yōu)途徑,最終提高網(wǎng)絡的暢通度。
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