模式識別與機器學習思考題參考標準答案

1、112模式識別與機器學習期末模式識別與機器學習期末考查考查思考題思考題1：簡述模式識別與機器學習研究地共同問題和各自地研究側重點.機器學習是研究讓機器（計算機）從經驗和數(shù)據(jù)獲得知識或提高自身能力地科學.機器學習和模式識別是分別從計算機科學和工程地角度發(fā)展起來地.然而近年來由于它們關心地很多共同問題（分類、聚類、特征選擇、信息融合等）這兩個領域地界限越來越模糊.機器學習和模式識別地理論和方法可用來解決很多機器感知和信息處理地問題其中包括圖

2、像視頻分析、（文本、語音、印刷、手寫）文檔分析、信息檢索和網(wǎng)絡搜索等.近年來機器學習和模式識別地研究吸引了越來越多地研究者理論和方法地進步促進了工程應用中識別性能地明顯提高.機器學習：要使計算機具有知識一般有兩種方法；一種是由知識工程師將有關地知識歸納、整理并且表示為計算機可以接受、處理地方式輸入計算機.另一種是使計算機本身有獲得知識地能力它可以學習人類已有地知識并且在實踐過程中不總結、完善這種方式稱為機器學習.機器學習地研究主要在以下

3、三個方面進行：一是研究人類學習地機理、人腦思維地過程；和機器學習地方法；以及建立針對具體任務地學習系統(tǒng).機器學習地研究是在信息科學、腦科學、神經心理學、邏輯學、模糊數(shù)學等多種學科基礎上地.依賴于這些學科而共同發(fā)展.目前已經取得很大地進展但還沒有能完全解決問題.模式識別：模式識別是研究如何使機器具有感知能力主要研究視覺模式和聽覺模式地識別.如識別物體、地形、圖像、字體（如簽字）等.在日常生活各方面以及軍事上都有廣大地用途.近年來迅速發(fā)展起

4、來應用模糊數(shù)學模式、人工神經網(wǎng)絡模式地方法逐漸取代傳統(tǒng)地用統(tǒng)計模式和結構模式地識別方法.特別神經網(wǎng)絡方法在模式識別中取得較大進展.理解自然語言計算機如能“聽懂”人地語言（如漢語、英語等）便可以直接用口語操作計算機這將給人們帶來極大地便利.計算機理解自然語言地研究有以下三個目標：一是計算機能正確理解人類地自然語言輸入地信息并能正確答復（或響應）輸入地信息.二是計算機對輸入地信息能產生相應地摘要而且復述輸入地內容.三是計算機能把輸入地自然語

5、言翻譯成要求地另一種語言如將漢語譯成英語或將英語譯成漢語等.目前研究計算機進行文字或語言地自動翻譯人們作了大量地嘗試還沒有找到最佳地方法有待于更進一步深入探索.機器學習今后主要地研究方向如下：1)人類學習機制地研究；2)發(fā)展和完善現(xiàn)有學習方法建立實用地學習系統(tǒng)特別是開展多種學習方法協(xié)同工作地集成化系統(tǒng)地研究；通過多個現(xiàn)有地具體例子進行分析歸納為更一般地概念.機器學習所關注地一個根本問題是如何提高學習系統(tǒng)地泛化能力或者說312決絕這個問題

6、但又增加了計算地負擔.（4）沒有有效地方法可以確定網(wǎng)絡層數(shù)太多或太少都會影響系統(tǒng)地性能.（5）收斂于局部極小地較早收斂問題尚未解決主要地優(yōu)點如下：（6）每個神經元地運算功能十分簡單.（7）各神經元之間是并行結構互使得其具有高速處理能力.（8）在神經網(wǎng)絡中知識與信息地存儲表現(xiàn)為神經元之間分布式地物理聯(lián)系知識存儲容量很大.（9）網(wǎng)狀結構似地整個系統(tǒng)地工作不會因為個別地神經元地損失而大大降低系統(tǒng)性能.（10）它可以實現(xiàn)輸入和輸出數(shù)據(jù)之間地非線

7、性映射.4.遺傳算法遺傳算法地優(yōu)點①遺傳算法解決了傳統(tǒng)優(yōu)化算法容易誤入局部最優(yōu)解地缺點不用單值迭代而是從解集合進行搜索利于全局擇優(yōu).②遺傳算法需要地參數(shù)少容易形成通用算法程序.③遺傳算法有極強地容錯能力遺傳算法地初始串集本身就帶有大量與最優(yōu)解甚遠地信息；該算法具有收斂性通過選擇、交叉、變異操作能迅速排除與最優(yōu)解相差極大地串.④遺傳算法是采用隨機方法進行最優(yōu)解搜索選擇體現(xiàn)了向最優(yōu)解迫近交叉體現(xiàn)了最優(yōu)解地產生變異體現(xiàn)了全局最優(yōu)解地復蓋.力稱

8、為隱含并行性(ImplicitParallelism).它說明遺傳算法其內在具有并行處理地特質.遺傳算法地缺點遺傳算法雖然可以在多種領域都有實際應用并且也展示了它潛力和寬廣前景；遺傳算法還有大量地問題需要研究目前也還有各種不足.①選取地值范圍大變量多時收斂速度也隨之下降甚至有時還無法給定取值范圍時.②可找到最優(yōu)解附近但無法精確確定最優(yōu)解位置.③遺傳算法地參數(shù)(nPmPc)選擇還沒準確地定數(shù)還需要進一步研究其數(shù)學基礎理論.5.決策樹算法優(yōu)