Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Mạng Nơron Wavelet Cho Xấp Xỉ Phi Tuyến

• Tác giả: Đỗ Tuấn Minh
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Bá Dũng
• Trường học: Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Mạng Nơron Wavelet Ứng Dụng Cho Xấp Xỉ Phi Tuyến
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MẠNG NƠRON
• 1.1. Khái niệm mạng nơron
• 1.2. Các cấu trúc mạng nơron
• 1.2.1. Cấu trúc và mô hình của một nơron nhân tạo
• 1.2.2. Mạng nơron một lớp
• 1.2.3. Mạng nơron truyền thẳng nhiều lớp
• 2. CHƯƠNG II: MẠNG NƠRON WAVELET VÀ CÁC THUẬT TOÁN HỌC
• 2.1. Phép biến đổi wavelet liên tục
• 2.2. Phép biến đổi wavelet thuận
• 2.3. Các tính chất của hàm wavelet
• 2.3.1. Tính chất sóng
• 2.3.2. Đặc trưng về năng lượng
• 2.3.3. Biểu diễn các hệ số wavelet
• 2.4. Phép biến đổi wavelet nghịch
• 2.5. Phép biến đổi wavelet liên tục hai chiều và nhiều chiều
• 2.6. Tiêu chuẩn chọn hàm wavelet
• 2.6.1. Hàm wavelet trực giao hay hàm wavelet không trực giao
• 2.6.2. Hàm wavelet phức hay hàm wavelet thực
• 2.6.3. Hàm wavelet chẵn và hàm wavelet lẻ
• 2.7. Mạng nơron wavelet
• 2.8. Quy tắc học của mạng nơron wavelet
• 2.8.1. Học không giám sát
• 2.8.2. Học tăng cường
• 2.9. Mô hình cấu trúc đề xuất (WNN-LCW)
• 2.10. Phương án nghiên cứu tham số
• 2.11. Khởi tạo các tham số của mạng
• 2.12. Nhận dạng hệ thống động lực học
• 2.13. Phát triển mô hình hóa phi tham số
• 3. CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG XẤP XỈ PHI TUYẾN SỬ DỤNG MẠNG WAVELET
• 3.1. Đặt bài toán
• 3.2. Áp dụng mạng nơron wavelet cho nhận dạng hệ động lực. Hệ thống với chuỗi thời gian Mackey-Glass
• 3.3. Thuật toán huấn luyện mạng nơron wavelet. Cho hệ phi tuyến một chiều
• PHẦN KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Ứng Dụng Mạng Nơron Wavelet Trong Xấp Xỉ Phi Tuyến

Mạng nơron wavelet đã trở thành một công cụ mạnh mẽ trong việc xấp xỉ phi tuyến. Sự kết hợp giữa mạng nơron và phép biến đổi wavelet cho phép xử lý và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả. Mạng nơron wavelet không chỉ giúp cải thiện độ chính xác trong việc xấp xỉ mà còn giảm thiểu độ phức tạp của mô hình. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào các khái niệm cơ bản và ứng dụng thực tiễn của mạng nơron wavelet.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Mạng Nơron Wavelet

Mạng nơron wavelet là sự kết hợp giữa mạng nơron và phép biến đổi wavelet. Nó cho phép phân tích tín hiệu phi tuyến một cách hiệu quả. Các hàm wavelet giúp tách biệt các thành phần tần số khác nhau trong tín hiệu, từ đó cải thiện khả năng xấp xỉ.

1.2. Lợi Ích Của Việc Sử Dụng Mạng Nơron Wavelet

Việc sử dụng mạng nơron wavelet mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng xử lý phi tuyến tốt hơn, giảm thiểu độ phức tạp của mô hình và cải thiện độ chính xác trong dự đoán. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng như nhận dạng mẫu và dự báo.

II. Thách Thức Trong Việc Ứng Dụng Mạng Nơron Wavelet

Mặc dù mạng nơron wavelet có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số thách thức trong việc ứng dụng. Các vấn đề như lựa chọn hàm wavelet phù hợp, tối ưu hóa tham số và khả năng tổng quát của mô hình cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Lựa Chọn Hàm Wavelet Phù Hợp

Lựa chọn hàm wavelet là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của mạng nơron wavelet. Các hàm wavelet khác nhau có đặc tính khác nhau, do đó cần phải lựa chọn sao cho phù hợp với đặc điểm của dữ liệu.

2.2. Tối Ưu Hóa Tham Số Trong Mạng Nơron

Tối ưu hóa tham số là một thách thức lớn trong việc huấn luyện mạng nơron wavelet. Việc tìm kiếm các tham số tối ưu có thể tốn thời gian và yêu cầu nhiều tài nguyên tính toán.

III. Phương Pháp Huấn Luyện Mạng Nơron Wavelet

Phương pháp huấn luyện mạng nơron wavelet bao gồm các bước như khởi tạo tham số, huấn luyện mô hình và đánh giá hiệu suất. Các thuật toán học không giám sát và học tăng cường thường được áp dụng để cải thiện khả năng học của mạng.

3.1. Khởi Tạo Tham Số Của Mạng

Khởi tạo tham số là bước đầu tiên trong quá trình huấn luyện mạng nơron wavelet. Việc khởi tạo đúng cách có thể giúp mạng học nhanh hơn và đạt được hiệu suất tốt hơn.

3.2. Thuật Toán Huấn Luyện Mạng Nơron

Các thuật toán huấn luyện như học không giám sát và học tăng cường được sử dụng để tối ưu hóa mạng nơron wavelet. Những thuật toán này giúp mạng cải thiện khả năng nhận diện và xấp xỉ các hàm phi tuyến.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mạng Nơron Wavelet

Mạng nơron wavelet đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nhận dạng mẫu, dự báo và phân tích dữ liệu. Các nghiên cứu cho thấy rằng mạng nơron wavelet có thể đạt được độ chính xác cao trong việc xấp xỉ các hàm phi tuyến.

4.1. Nhận Dạng Mẫu Với Mạng Nơron Wavelet

Mạng nơron wavelet được sử dụng để nhận dạng mẫu trong các bài toán phân loại. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng mạng này có khả năng phân loại chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống.

4.2. Dự Báo Thời Gian Với Mạng Nơron Wavelet

Mạng nơron wavelet cũng được áp dụng trong dự báo thời gian, đặc biệt là trong các lĩnh vực như tài chính và khí tượng. Kết quả cho thấy mạng nơron wavelet có thể dự đoán chính xác các xu hướng trong dữ liệu thời gian.

V. Kết Luận Về Mạng Nơron Wavelet Trong Xấp Xỉ Phi Tuyến

Mạng nơron wavelet là một công cụ mạnh mẽ cho việc xấp xỉ phi tuyến. Với khả năng xử lý và phân tích dữ liệu hiệu quả, mạng nơron wavelet hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.1. Tương Lai Của Mạng Nơron Wavelet

Tương lai của mạng nơron wavelet rất hứa hẹn với nhiều nghiên cứu và ứng dụng mới. Việc cải tiến các thuật toán và phương pháp huấn luyện sẽ giúp nâng cao hiệu suất của mạng.

5.2. Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa mạng nơron wavelet cho các bài toán phức tạp hơn, cũng như phát triển các ứng dụng mới trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.