Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)

Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử của hệ mờ dạng luật phân lớp và ứng dụng (Luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÊ CẢNH THƠ PHƯƠNG PHÁP TINH CHỈNH THAM SỐ MỜ GIA TỬ CỦA HỆ MỜ DẠNG LUẬT PHÂN LỚP VÀ ỨNG DỤNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN - 2015 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÊ CẢNH THƠ PHƯƠNG PHÁP TINH CHỈNH THAM SỐ MỜ GIA TỬ CỦA HỆ MỜ DẠNG LUẬT PHÂN LỚP VÀ ỨNG DỤNG Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƯƠNG THĂNG LONG THÁI NGUYÊN - 2015 i Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu để nâng cao kiến thức trình độ chun mơn để áp dụng tốn cụ thể tương lai nên tơi làm luận văn cách nghiêm túc hoàn toàn trung thực Nội dung luận văn tự tơi tìm hiểu hồn thành Trong luận văn, tơi có sử dụng tài liệu tham khảo số tác giả nước để hoàn thành luận văn nêu phần tài liệu tham khảo Tôi xin cam đoan chịu trách nhiệm nội dung, trung thực luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ Thái Nguyên, tháng năm 2015 Học viên ii Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Những kiến thức luận văn kết trình tự nghiên cứu q trình cơng tác hai năm học Thạc sỹ (2012 - 2014) Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái Nguyên Dưới giảng dạy, đào tạo dìu dắt trực tiếp thầy cô trường Viện Công nghệ thông tin Việt Nam Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới thầy cô Khoa Công nghệ thơng tin, Phòng Đào tạo, Phòng Cơng tác học sinh sinh viên, Phòng Đào tạo sau đại học Trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông Thái Nguyên, tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập trường Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, lời cảm ơn sâu sắc thầy giáo TS Dƣơng Thăng Long trực tiếp hướng dẫn, định hướng cho giải vấn đề luận văn Tôi xin cảm ơn đến người thân, bạn bè bạn đồng mơn lớp cao học khóa 11, ủng hộ giúp đỡ tơi q trình làm luận văn tốt nghiệp Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Học viên Lê Cảnh Thơ iii Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi DANH MỤC HÌNH VẼ viii LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: CƠ SỞ VỀ HỆ MỜ DẠNG LUẬT DỰA TRÊN ĐẠI SỐ GIA TỬ 1.1 Khái quát lập luận mờ 1.1.1 Định nghĩa tập mờ 1.1.2 Số mờ 1.1.3 Phân hoạch mờ 1.1.4 Các phép tính tập mờ Zadeh 1.1.4.5 Phép kéo theo 1.1.5 Biến ngôn ngữ 1.1.6 Suy luận mờ 11 1.2 Đại số gia tử lập luận mờ 12 1.2.1 Đại số gia tử (ĐSGT) 12 1.2.2 Tính chất đại số gia tử tuyến tính 13 1.2.3 Đại số gia tử 14 1.2.4 Định lượng ngữ nghĩa đại số gia tử 15 1.2.5 Hệ khoảng tính mờ 19 1.3 Kết luận chƣơng 21 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TINH CHỈNH THAM SỐ MỜ GIA TỬ CỦA HỆ MỜ DẠNG LUẬT PHÂN LỚP 22 2.1 Phƣơng pháp xây dựng hệ mờ dạng luật phân lớp 22 2.1.1 Bài toán phân lớp 22 2.1.2 Mơ hình hệ mờ dạng luật giải tốn phân lớp 23 2.1.3 Thuật toán sinh luật mờ dựa hệ khoảng tính mờ 26 2.2 Sự ảnh hƣởng tham số mờ gia tử toán phân lớp 34 2.3 Phƣơng pháp tinh chỉnh trực quan kinh nghiệm ngƣời dùng 36 2.4 Tinh chỉnh phƣơng pháp tối ƣu dựa giải thuật di truyền 46 iv Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.4.1 Giải thuật di truyền 46 2.4.2 Sơ đồ tổng thể giải thuật di truyền - GA 47 2.4.3Áp dụng GA tìm kiếm tham số tối ưu 48 2.5 Kết luận chƣơng 55 CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH 56 VÀ ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM 56 3.1 Xây dựng ứng dụng 56 3.2 Bài toán phân lớp hạt giống lúa mì (Seeds) 56 3.3 Bài toán phân loại ngƣời bị thoát vị đĩa đệm Vertebral Column 60 3.4 Kết luận chƣơng 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 v Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Các ký hiệu: AX Đại số gia tử tuyến tính AX2 Đại số gia tử (h), fm(x) Độ đo tính mờ gia tử h hạng từ x  Giá trị định lượng theo điểm giá trị ngôn ngữ A(v) Hàm định lượng giá trị ngôn ngữ A (đo độ thuộc v)  Khoảng tính mờ giá trị ngơn ngữ Xk Tập hạng từ có độ dài k X(k) Tập hạng từ có độ dài khơng q k Ik Hệ khoảng tính mờ mức k giá trị ngơn ngữ I(k) Hệ khoảng tính mờ từ mức đến mức k giá trị ngôn ngữ Các chữ viết tắt: ĐSGT Đại số gia tử ĐS2GT Đại số gia tử SGA Simulated Annealing - Genetic Algorithm IFRG1 Initial Fuzzy Rules Generation HAFRG Hedge Algebras based Fuzzy Rules Generation FPO-SGA Fuzzy Parameters Optimization - SGA vi Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Các tham số gia tử tinh chỉnh trực quan toán Seeds Bảng 3.2: Các tham số gia tử tinh chỉnh tự động toán Seeds Bảng 3.3: So sánh số lỗi tỉ lệ phân lớp tham số toán Seeds Bảng 3.4:Các tham số gia tử tinh chỉnh trực quan toán Vertebral Column Bảng 3.5:Các tham số gia tử tinh chỉnh tự động toán Vertebral Column Bảng 3.6:So sánh số lỗi tỉ lệ phân lớp tham số toán Vertebral Column vii Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Phép giao hai tập mờ Hình 1.2: Phép hợp hai tập mờ Hình 1.3: Độ đo tính mờ biến “NHIỆT ĐỘ” Hình 1.4: Khoảng tính mờ hạng từ biến “NHIỆT ĐỘ” Hình 2.1: Hàm định lượng tam giác hạng từ Hình 2.2: Hàm định lượng hình thang hạng từ Hình 2.3: Sơ đồ bước thuật tốn di truyền (GA) Hình 3.1 Sơ đồ phân bố liệu lớp tốn Seeds Hình 3.2 Sơ đồ phân bố liệu lớp toán Vertebral Column viii Số hoá Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI NĨI ĐẦU Ngơn ngữ người hình thành cách tự nhiên q trình phát triển lồi người, trước hết nhằm mục đích giải nhu cầu trao đổi thơng tin người với người, dùng ngơn ngữ để giải thích tượng vật tự nhiên Tuy nhiên trước vô hạn giới tự nhiên, ngôn ngữ lại có giới hạn nên khó tránh khỏi từ, cụm từ khơng xác mơ hồ, ví dụ như: nóng, đẹp, thấp, dài… Con người với khả tư duy, lập luận dựa hữu hạn ngôn ngữ xây dựng, khám phá tri thức khoa học, cải tạo giới tự nhiên nhằm thúc đẩy phát triển loài người ngày tốt đẹp, hoàn thiện Giáo sư Lotfi A Zadeh người tiên phong lĩnh vực công nghệ logic mờ Từ khái niệm mơ hồ, không rõ ràng không chắn ông đề xuất khái niệm mờ tập mờ hình thức hóa tốn học xác định hàm thuộc Dựa lý thuyết tập mờ L.A Zadeh nhà khoa học phát triển theo nhiều hướng khác nhau, có phương pháp xây dựng hệ mờ phân lớp dạng luật dựa ngữ nghĩa đại số gia tử Phương pháp nhằm mang đến tính trực quan, dễ hiểu hệ luật cho người dùng, đồng thời để đạt hai mục tiêu là: thứ hiệu phân lớp hệ cao tốt; thứ tính phức tạp hệ nhỏ tốt Để thực yêu cầu việc xây dựng hệ mờ phân lớp dạng luật dựa ngữ nghĩa đại số gia tử, phải tinh chỉnh tham số mờ gia tử hệ mờ dạng luật phân lớp cho phù hợp để đạt kết tối ưu tức đạt hai mục tiêu Vì vậy, tên đề tài chọn là: “Phương pháp tinh chỉnh tham số mờ gia tử hệ mờ dạng luật phân lớp ứng dụng” ... hiệu phân lớp hệ cao tốt; thứ tính phức tạp hệ nhỏ tốt Để thực yêu cầu việc xây dựng hệ mờ phân lớp dạng luật dựa ngữ nghĩa đại số gia tử, phải tinh chỉnh tham số mờ gia tử hệ mờ dạng luật phân lớp. .. CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TINH CHỈNH THAM SỐ MỜ GIA TỬ CỦA HỆ MỜ DẠNG LUẬT PHÂN LỚP 22 2.1 Phƣơng pháp xây dựng hệ mờ dạng luật phân lớp 22 2.1.1 Bài toán phân lớp ... CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÊ CẢNH THƠ PHƯƠNG PHÁP TINH CHỈNH THAM SỐ MỜ GIA TỬ CỦA HỆ MỜ DẠNG LUẬT PHÂN LỚP VÀ ỨNG DỤNG Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ