Фильтрация входных данных нейронной сети с применением технологии цифровой обработки сигналов

Авторы

  • А. П. Шуравин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
  • С. В. Вологдин ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2017-4-104-109

Ключевые слова:

искусственный интеллект, методы оптимизации, нейронные сети, генетический алгоритм, подавление шума

Аннотация

Одним из важных направлений исследования в области искусственного интеллекта можно назвать методы оптимизации, в том числе стохастические алгоритмы. Данная технология используется для решения различных задач во многих областях деятельности. Целью приведенного в статье исследования является улучшение обучения нейронной сети методом генетического алгоритма путем фильтрации входных данных с использованием технологии цифровой обработки сигналов. В качестве входных данных взяты биржевые котировки. Нейронная сеть представляет собой совокупность слоев нейронов, где каждый нейрон является функцией от суммы входных сигналов, умноженных на коэффициенты. В данной статье используется сигмовидная передаточная функция. Для улучшения качества обучения входные данные подвергаются фильтрации. В обзорной части рассмотрен технический анализ, метод автоматической регрессии и применение нейронных сетей. Выдвинута и проверена гипотеза возможности улучшения качества обучения нейронной сети за счет подавления шума в исходных данных с использованием методов ЦОС. Проверена гипотеза зависимости качества обучения нейронной сети от статистических характеристик выборки. Рассмотрен метод фильтрации биржевых котировок с использованием скользящей средней и медианной фильтрации. Приведены результаты эксперимента и численная оценка качества обучения, а также статистических характеристик выборки, тем самым подтверждена зависимость между статистическими характеристиками выборки и качеством обучения нейронной сети. Подтверждено положительное влияние предварительной фильтрации данных на качество обучения нейронной сети.

Биографии авторов

А. П. Шуравин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

аспирант

С. В. Вологдин, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Информационные системы»

Библиографические ссылки

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов // Научные достижения и открытия - 2017 : сборник статей III Междунар. науч.-практ. конкурса. Пенза : Наука и Просвещение, 2017. С. 31-36.

Там же. С. 31.

Хемди А. Таха. Введение в исследование операций. М. : Вильямс, 2007. 912 с.

Вологдин С. В. Исследование и оптимизация режимов теплоснабжения зданий, обслуживаемых централизованным источником тепла : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.13.16. Ижевск : ИжГТУ, 2000.

Щенятский А. В., Якимович Б. А., Вологдин С. В. Разработка пакета прикладных программ по повышению энергоэффективности системы централизованного теплоснабжения // Современные информационные технологии в ИТ-образовании : сборник избранных трудов VII Междунар. науч.-практ. конф. М. : ИНТУИТ.РУ, 2012. С. 643-654.

Вологдин С. В., Мошкин А. В. Математическая модель оптимизации затрат на производство и транспортировку тепловой энергии в системе централизованного отопления при наличии регулятора напора и сопротивления // В мире научных открытий. 2011. № 8. С. 281-290.

Вологдин С. В. Математическая модель оптимизации тепловых потоков между зданиями многоконтурной тепловой сети с целью снижения дисбаланса системы теплоснабжения за счет регулирования сопл элеваторных узлов // В мире научных открытий. 2011. № 12. С. 194-204.

Эдлер А. Как играть и выигрывать на бирже. М. : Альпина Бизнес Боок, 2008. 472 с.

Пайпер Дж. Дорога к трейдингу. СПб. : Питер, 2004. 286 с.

Вавилов С. А., Ермоленко К. Ю. Процедура сглаживания биржевых котировок без использования настраиваемых по историческим данным параметров // Вестник Санкт-Петербургского университета. 2004. №13. С. 97-106.

Савченко В. В. Использование линейной авторегрессионной модели для прогнозирования динамики биржевых котировок // Автометрия. 2004. № 4. С. 117-128.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 32-33.

Погорелов Н. Е., Пимонов А. Г. Нейросетевая система анализа и прогнозирования биржевых котировок акций // Материалы Всерос. молодежной конф. «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСИТ-2012)». Кемерово : Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева, 2012. С. 46-47.

Стюарт Рассел, Питер Норвиг. Искусственный интеллект. Современный подход. М. : Вильямс, 2016. 1408 с.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 33-35.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 32-33.

Shuravin A. P. Reviw of image Edge Detection Methods in Computer Vision Problems // IV Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и молодых ученых с международным участием «Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке» (Ижевск, 20-21 апреля 2016 г.). С. 1020-1024.

Шуравин А. П. Сравнение методов нахождения ключевых точек на контуре изображений аэрофотосъемки // Молодой ученый. 2017. № 4(138). С. 89-93.

Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. СПб. : Питер, 2003. 603 с.

Форсайт Д., Понс Ж. Компьютерное зрение. Современный подход. М. : Вильямс, 2004. 465 с.

Gonzalez R., Woods R. Digital image processing. Published by Pearson Education Inc.; Publishing as Prentice Hall, 2002. 1072 p.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 32.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 34.

Шуравин А. П. Исследование обучаемости нейронной сети на примере предсказания числовых рядов… С. 35.

Опубликован

20.12.2017

Как цитировать

Шуравин, А. П., & Вологдин, С. В. (2017). Фильтрация входных данных нейронной сети с применением технологии цифровой обработки сигналов. Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 20(4), 104–109. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2017-4-104-109

Выпуск

Раздел

Информатика, вычислительная техника и управление (архив)