信息智能分析与预测

1、信息智能分析与预测信息智能分析与预测n 信息智能分析与预测信息智能分析与预测n Information Intelligent Analysis and Forecasting n重庆大学经管学院信息系重庆大学经管学院信息系n陈陈 铿铿 工学硕士工学硕士 管理学博士管理学博士信息智能分析与预测信息智能分析与预测 学时分配学时分配n56学时学时n讲课讲课 40n上机上机 10n智能信息处理智能信息处理 熊合金熊合金 等等 国防工业出版社国防工业出版社 2006n智能信息处理技术基础智能信息处理技术基础 张炳达张炳达 天津大学出版社天津大学出版社 2008n智能数据分析智能数据分析 刘惟一刘惟一

2、等等 科学出版社科学出版社 2007n信息智能分析实验信息智能分析实验 肖智等肖智等 2007信息智能分析与预测信息智能分析与预测n绪论绪论n一一 信息的概念信息的概念n1.1.信息是确定性的增加。信息是确定性的增加。 n2.2.信息是事物现象及其属性信息是事物现象及其属性标识标识的集合的集合 n信息论的创始人信息论的创始人香农香农ShannonShannon认为：认为：“信息是能够用来信息是能够用来消除不确定性的东西消除不确定性的东西”。 nWienerWiener定义：信息是物质、能量、信息及其属性的标定义：信息是物质、能量、信息及其属性的标示。示。信息智能分析与预测信息智能分析与预测n二

3、二 信息的属性信息的属性 n可量度。信息可采用某种度量单位进行度量，并进行可量度。信息可采用某种度量单位进行度量，并进行信息编码信息编码。如。如现代计算机现代计算机使用的二进制。使用的二进制。 n可识别。信息可采取直观识别、比较识别和间接识别可识别。信息可采取直观识别、比较识别和间接识别等多种方式来把握。等多种方式来把握。 n可转换。信息可以从一种形态转换为另一种形态。如可转换。信息可以从一种形态转换为另一种形态。如自然信息可转换为语言、文字和图像等形态，也可转自然信息可转换为语言、文字和图像等形态，也可转换为电磁波信号或计算机代码换为电磁波信号或计算机代码 n信息智能分析与预测信息智能分析与

4、预测n可存储。信息可以存储。大脑就是一个天然信息可存储。信息可以存储。大脑就是一个天然信息存储存储器器。人类发明的文字、摄影、录音、录像以及计算机。人类发明的文字、摄影、录音、录像以及计算机存储器等都可以进行信息存储存储器等都可以进行信息存储 nn可处理。可处理。人脑人脑就是最佳的信息就是最佳的信息处理器处理器。人脑的思维功。人脑的思维功能可以进行决策、设计、研究、写作、改进、发明、能可以进行决策、设计、研究、写作、改进、发明、创造等多种信息处理活动。计算机也具有信息处理功创造等多种信息处理活动。计算机也具有信息处理功能。能。 n可传递。信息的传递是与物质和能量的传递同时进行可传递。信息的传递

5、是与物质和能量的传递同时进行的。语言、表情、动作、报刊、的。语言、表情、动作、报刊、书籍书籍、广播、电视、广播、电视、电话等是人类常用的信息传递方式。电话等是人类常用的信息传递方式。 n信息智能分析与预测信息智能分析与预测n可再生。信息经过处理后，可以其他形式再生。如自可再生。信息经过处理后，可以其他形式再生。如自然信息经过人工处理后，可用语言或图形等方式再生然信息经过人工处理后，可用语言或图形等方式再生成信息。输入计算机的各种数据文字等信息，可用显成信息。输入计算机的各种数据文字等信息，可用显示、打印、绘图等方式再生成信息。示、打印、绘图等方式再生成信息。 n可压缩。信息可以进行压缩，可以用

6、不同的信息量来可压缩。信息可以进行压缩，可以用不同的信息量来描述同一事物。人们常常用尽可能少的信息量描述一描述同一事物。人们常常用尽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。信息具有一定的实效性和可利用性。可利用。信息具有一定的实效性和可利用性。 n可共享。信息具有扩散性，因此可共享。可共享。信息具有扩散性，因此可共享。n可增值。可增值。 信息是一种资源。信息是一种资源。信息智能分析与预测信息智能分析与预测n三三 信息分析与处理的目的信息分析与处理的目的n1 1 提高有效性提高有效性n n压缩信息量的各种方法都属于这一类。例如，通过过压缩信息量的各种方法都属于这一类。

7、例如，通过过滤、预测、信源编码和阈变换等方法，就可以在一定滤、预测、信源编码和阈变换等方法，就可以在一定程度上压缩频带、压缩动态范围、压缩数据率。在允程度上压缩频带、压缩动态范围、压缩数据率。在允许一定失真条件下许一定失真条件下, ,信息率信息率- -失真理论是这类信息处理失真理论是这类信息处理技术的理论基础。技术的理论基础。n主元素分析主元素分析 PCA PCA 信息智能分析与预测信息智能分析与预测n2 2 提高抗干扰性；提高抗干扰性；n为了提高抗干扰的能力，针对干扰的性质和特点，对为了提高抗干扰的能力，针对干扰的性质和特点，对载荷信息的信号进行适当的变换和设计。例如，通过载荷信息的信号进行

8、适当的变换和设计。例如，通过过滤和综合来消除画面的条纹干扰或孤立斑点；通过过滤和综合来消除画面的条纹干扰或孤立斑点；通过适当的设计使信号具有较强的相关性来抑制随机噪声适当的设计使信号具有较强的相关性来抑制随机噪声的干扰；通过对信号附加适当的剩余，使信号具有发的干扰；通过对信号附加适当的剩余，使信号具有发现和纠正错误的能力等，都是这类信息处理技术的应现和纠正错误的能力等，都是这类信息处理技术的应用实例。用实例。n平滑平滑 滤波处理滤波处理信息智能分析与预测信息智能分析与预测n3 3 改善主观感觉的效果；改善主观感觉的效果；n n这类技术主要应用在图像处理方面。例如通过灰度变这类技术主要应用在图像

9、处理方面。例如通过灰度变换和修正，通过频率成分的加重和调整来改善图像的换和修正，通过频率成分的加重和调整来改善图像的质量；为了便于观察图像各个部分的差别，把灰度差质量；为了便于观察图像各个部分的差别，把灰度差转换为色彩差，形成假彩色图等。此外，广播中的立转换为色彩差，形成假彩色图等。此外，广播中的立体声处理也是改善主观感觉效果的信息处理技术。体声处理也是改善主观感觉效果的信息处理技术。信息智能分析与预测信息智能分析与预测n4 4 对信息进行识别和分类；对信息进行识别和分类； n这是信息处理技术发展较快的一个分支，通常称为模这是信息处理技术发展较快的一个分支，通常称为模式识别。这种方法的要点是：

10、根据用户要求，合理地式识别。这种方法的要点是：根据用户要求，合理地抽取模式的特征，然后根据一定的准则来对模式进行抽取模式的特征，然后根据一定的准则来对模式进行识别和分类。具体实现的方法主要有两类：基于模式识别和分类。具体实现的方法主要有两类：基于模式的统计特征和统计推断理论的统计识别方法；基于模的统计特征和统计推断理论的统计识别方法；基于模式结构特征和文法推理的文法识别方法。统计识别方式结构特征和文法推理的文法识别方法。统计识别方法要求先抽取模式的特征，得到原始的特征空间法要求先抽取模式的特征，得到原始的特征空间, ,然后然后把它变换到低维空间把它变换到低维空间, ,并根据一定的准则（如最小均

11、方并根据一定的准则（如最小均方误差准则、最大熵准则等）对它进行分类（线性分类误差准则、最大熵准则等）对它进行分类（线性分类或非线性分类，后者具有较好的分类效果，但比较复或非线性分类，后者具有较好的分类效果，但比较复杂）。杂）。信息智能分析与预测信息智能分析与预测n文法识别方法要求先选取模式的元素（即结构特性），文法识别方法要求先选取模式的元素（即结构特性），然后进行文法分析和推断，通过样板匹配的方法，按然后进行文法分析和推断，通过样板匹配的方法，按照相似度准则来识别模式。数码识别、文字识别、语照相似度准则来识别模式。数码识别、文字识别、语声识别和特定图形声识别和特定图形( (如指纹、染色体、癌

12、细胞等如指纹、染色体、癌细胞等) )的识的识别等都取得了较大进展。别等都取得了较大进展。n数据挖掘数据挖掘 里面的聚类分析里面的聚类分析信息智能分析与预测信息智能分析与预测n5 5 分离和选择信息。获得有价值的分离和选择信息。获得有价值的n通常从内容随时增减变动的数据库中有选择地提取信通常从内容随时增减变动的数据库中有选择地提取信息，或情报检索和文字加工等，都属于信息选择。另息，或情报检索和文字加工等，都属于信息选择。另外一类是分离信息，如在多数人交谈的环境中，只选外一类是分离信息，如在多数人交谈的环境中，只选取一个人的讲话。这需要有发话者的语声识别器。例取一个人的讲话。这需要有发话者的语声识

13、别器。例如，利用基频和音调等特征来识别出选择的对象，然如，利用基频和音调等特征来识别出选择的对象，然后再将有关信息提取出来。在场景识别中，为了从背后再将有关信息提取出来。在场景识别中，为了从背景中将活动物体图像分离出来，可以仿照蛙眼识别活景中将活动物体图像分离出来，可以仿照蛙眼识别活动目标的原理，通过侧抑制方法来实现动目标的原理，通过侧抑制方法来实现。n平滑与滤波处理平滑与滤波处理 信息智能分析与预测信息智能分析与预测n四四 智能分析与预测智能分析与预测n自动化自动化 智能化智能化 n开灯开灯 与与 关灯关灯 n智能楼宇控制智能楼宇控制n智能交通控制智能交通控制 ITS n离线离线n在线在线 信息智能分析与预测信息智能分析与预测n智能股票分析智能股票分析n商业商业 智能智能(BI )(BI )n智能电网智能电网n智能智能WEBWEB数据挖掘数据挖掘n人工智能人工智能 智能算法智能算法信息智能分析与处理信息智