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[热点探讨]常用模型有哪些? [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 前天 07:14
大家知道哪些模型?特别是岩土方面的模型,还有哪些分析方法在岩土工程上应用?
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只看该作者 1楼 发表于: 前天 07:23
小波(Wavelet)这一术语,顾名思义,“小波”就是小的波形。所谓“小”是指它具有衰减性;而称之为“波”则是指它的波动性,其振幅正负相间的震荡形式。 =H!u4  
htt ps://baike.baidu.com/item/%E5%B0%8F%E6%B3%A2%E5%88%86%E6%9E%90/1504577 3ufUB^@4v  
从对一个外行解释的角度,分析一下什么是小波分析? 1C.<@IZ  
htt ps://www.zhihu.com/question/19725983/answer/2543872297 Vs{|:L+  
ht tps://wenku.baidu.com/view/cac3b7360f1c59eef8c75fbfc77da26924c59615.html? (U$ F) 7  
小波分析可以通俗理解为一台能自动变焦的“数学显微镜”,它能同时看清信号的“时间位置”和“频率细节”,完美解决了传统傅里叶变换只能看整体频谱、找不到局部突变点的痛点,是处理非平稳工程信号的核 心工具。 X`J~3s  
uERc\TZ  
用生活场景快速理解核 心逻辑 DJrA@hm/Y  
你可以把它类比成用不同焦距的放大镜看一张工程图纸: jw(v08u >  
s'} oVx]  
傅里叶变换相当于用固定倍数的老花镜,只能看清整张图纸的整体色调,完全找不到图纸上某一处突然出现的裂缝标记; Rfa1 v*(  
短时傅里叶变换相当于用固定大小的窗口扫图纸,窗口尺寸不能变,看细节时窗口太大、看整体时窗口太小; evimnV  
小波分析则是自动变焦的显微镜:想看大图(低频慢变信号)就把镜头拉远,用宽窗口看清整体轮廓;想看局部细节(高频突变信号)就把镜头推近,用窄窗口精准定位到裂缝出现的具体位置,同时看清这个细节对应的频率特征。 Wv(VV[?/&  
它的核 心操作就是拿一个“小波形”(母小波),通过“拉伸变胖”(控制频率)和“平移挪动”(控制时间),把原始工程信号拆解成不同尺度的细节层,每一层都对应不同频率范围的局部信息,既能bao留信号全貌,又不会漏掉任何一个瞬态突变点。 mKxQ U0`  
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只看该作者 2楼 发表于: 前天 07:25
实际工程中的典型应用场景 x8zUGvtQ  
🏗️ 土木工程:基坑与结构健康监测 5p=T*Y  
在你关注的基坑施工场景中,小波分析可以处理支护结构的应力、位移监测信号: {:{NK%  
z4{|?0=C  
把传感器采集到的带大量施工噪声的监测数据做小波分解,通过阈值过滤掉钻机、车辆带来的高频干扰,精准提取支护桩内力的真实变化趋势; AO8`ItNZdT  
当基坑侧壁出现局部微小变形时,普通频谱分析根本找不到这个突变点,小波分析能直接定位到变形发生的具体时间点,提前预警支护结构的局部失稳风险,避免基坑坍塌事故。 !\?? [1_e  
在桥梁、高层建筑的长期健康监测中,它还能从海量振动数据里识别出结构的早期损伤特征,比传统方法早几个月发现混凝土内部的微裂缝扩展。 ]<z>YyBA  
⚙️ 机械工程:设备故障早期诊断 G'{4ec0<{  
工业电机、齿轮箱、轴承的早期故障,往往只表现为极微弱的短时冲击振动,完全被背景噪声掩盖: 7U?x8%H*  
WnUYZ_+e!  
普通FFT频谱分析只能看到整体频率分布,根本找不到冲击发生的时间点; pmQ9i A@=  
小波分析可以把振动信号拆解成不同频率层,直接定位到0.2s、0.5s这些具体时刻出现的高频冲击,精准识别出轴承滚道的早期剥落、齿轮的齿面磨损,在故障还没引发停机前就完成预警,大幅降低设备非计划停机损失。 sEhdkN}6  
🛢️ 石油勘探:地震波信号解析 (hd2&mSy  
小波分析最早就是法国石油工程师在处理地震勘探信号时发明的: ^(UL$cQ>  
QabF(}61  
地下不同地层反射回来的地震波,既有低频的深部地层慢变信号,又有高频的薄储层反射尖峰; 'H*S-d6V  
用小波多尺度分解,可以同时精准解析出深部大地层的整体分布,又能定位到地下几米厚的薄油层位置,大幅提升石油勘探的储层识别精度,这也是小波分析最早落地的工程场景。 1[X+6viE  
📸 工程测量:影像数据处理 Zf?>:P  
在工程测绘、无人机航拍的地形测量中,小波分析可以: q\mVZyj  
u^iK?S#Ci8  
对航拍影像做去噪处理,在不损失地形边缘细节的前提下去掉云雾、噪声干扰; &:'Uh W-t  
实现多源测绘影像的精准融合,把可见光影像和红外热成像的不同特征叠加,更清晰地识别出山体滑坡的潜在隐 患区域。 "MK:y[+*  
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只看该作者 3楼 发表于: 前天 07:29
小波分析在岩土工程中一个非常典型的应用场景,是对分布式光纤监测数据进行去噪与风险识别。岩土工程监测环境复杂,原始数据往往被各种噪声淹没,小波分析的多尺度分解能力正好能解决这个问题。 H$1R\rE`  
下面以一项隧洞光纤监测实际工程为例,逐步拆解其步骤和原理。 a8Ci 7<V  
实际工程:隧洞分布式光纤形变监测预警 <K4'|HU/  
该工程在某隧洞沿线布设了千米级长度的分布式光纤,用于应变监测。原始监测数据中包含大量由温度变化、仪器振动、电磁干扰等引入的噪声。研究的目标是从这些海量数据中,提取出真实的岩土形变信号,并识别出潜在的风险点位。 ~p8-#A)X,)  
逐步解读:小波分析的应用步骤 @uT\.W:Q2  
第一步:理解为什么小波分析适合岩土监测数据 L6 hTz'  
岩土工程的监测信号(如应变、位移、雷达波)具有非平稳和突变性。传统的傅里叶变换只能告诉你“整个信号里有哪些频率”,但无法告诉你“某个频率的信号在什么时间/位置出现”。而小波分析像一个“数学显微镜”,能够同时在时间(空间) 和频率两个维度上分析信号,特别擅长捕捉信号的局部突变点(如形变异常、结构损伤)。 + s1mm c  
第二步:选择合适的小波基并执行“小波分解” _E&*JX  
首先需要选择一个小波基函数(类似于选择一把合适的“尺子”)。在岩土监测中,常用的有Daubechies(db系列)、Symlets(sym系列)等,因为它们与突变的岩土信号形状匹配度较好。 Z$HYXm  
选定基函数后,对原始的一维监测信号(例如光纤沿线的应变序列)进行多尺度分解。例如,进行3层分解,将信号拆解为:  b.C!4^  
•    近似系数:代表信号的大体趋势(低频部分,通常是真实的形变趋势)。 F S1<f:  
•    细节系数:代表信号的细微变化和噪声(高频部分,往往是干扰)。 ;uDH&3W  
第三步:核 心原理——阈值量化与去噪 \7gLk:  
这一步是小波去噪的关键。其原理是:真实岩土形变信号的能量通常集中在少数几个大的小波系数上,而噪声的能量则分散在大量小的小波系数中。 Bv!j.$0d{  
研究对比了四种阈值选择方法(通用阈值、无偏似然估计、启发式、极大极小)和四种阈值处理方式(硬阈值、软阈值、半软阈值、非负消减)。该工程案例发现,采用“无偏似然估计”选择阈值,并结合“非负消减”处理方式,去噪效果最佳。这意味着算法能自适应地确定一个“门槛”,把低于这个门槛的系数(视为噪声)压缩掉,而bao留高于门槛的系数(视为有效形变信号)。 9Z rWG  
第四步:重构信号与风险点识别 /Pi{Mv eZM  
将处理后的系数进行小波逆变换,重新组合成一个干净的信号。这个重构后的信号去除了噪声干扰,真实的形变趋势和突变点变得清晰可见。 }@a_x,O/x}  
在该工程中,研究人员基于去噪后的数据确定了预警阈值。最终结果非常理想: =AZ>2P  
1.    准确性验证:人工现场排查发现的两处洞体破坏位置,与基于光纤数据分析获得的风险点位高度吻合。 #.Ft PR  
2.    效果提升:该方法显著降低了无效预警(误报)发生的概率,让预警更加精准。结合其他监测手段,还发现了山体存在整体缓慢蠕变及局部突变的危险现象。 m./lrz  
原理小结 ?L{[84GSO  
这个工程案例之所以成功,是因为它抓住了小波分析的三个核 心优势: oryoGy=(yk  
•    多分辨率:从粗到细地观察数据,既能看全局趋势,也能抓局部细节。 hQ8/-#LO_  
•    去相关性:让噪声和信号在小波域中“分道扬镳”,便于分离。 $]xe,}*Af  
•    选基灵活性:可以根据岩土信号的特点选择最匹配的小波基,提高分析精度。 f5d"H6%L  
除了光纤监测,小波分析在隧道超前地质预报(探地雷达去噪) 和岩石声发射信号处理中也有广泛应用,原理基本相通,都是利用小波变换从强干扰中提取弱有效信号 MH!'g7iK8  
tR0o6s@v/<  
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只看该作者 4楼 发表于: 前天 07:32
隐马尔科夫模型是‌关于时序的概率模型,描述由隐藏马尔可夫链生成不可观测状态序列,再由状态生成观测序列的过程‌ 。‌‌‌ I^\YD9~=x  
核 心要素:由初始状态概率向量𝜋π、状态转移概率矩阵𝐴A和观测概率矩阵𝐵 x*bM C&Ea  
B三个要素决定 。 3VA Lrb;  
基本假设:包含齐次马尔可夫性假设(状态只依赖前一时刻)和观测独立性假设(观测只依赖当前状态)。 *>S\i7RET  
典型应用:广泛用于语音识别、自然语言处理、生物信息学及故障诊断等领域 m:Z=: -x  
隐马尔可夫模型(HMM)的基本概念。隐马尔可夫模型是一种统计学习模型,它描述了一个由隐藏的马尔可夫链随机生成观测序列的过程。 Td"f(&Hk&  
kF6X?mqgD  
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只看该作者 5楼 发表于: 前天 07:41
马尔科夫链和隐马尔科夫模型(HMM)是描述状态随时间变化的数学工具。它们核 心的区别在于:状态是直接可见的,还是隐藏的。 )Hl;9  
下面用通俗的例子来说明。 k gWF@"_  
一、马尔科夫链:状态直接可见 hD # Yz<  
核 心思 想 j"J2&Y2  
马尔科夫链的核 心是“无记忆性”:下一个状态只取决于当前状态,与更早的历史无关。 )Q 6R6xW  
用一句话概括就是:“未来只和现在有关,和过去无关。 X^fMt]  
通俗例子:天气预报 A[=)Zw "  
假设天气只有三种状态:晴天、阴天、雨天。 }MXZ  
S37Bl5W  
根据历史统计,我们得到这样的转移规律: F/&Z1G.  
65s|gfu/  
今天 \ 明天    晴天    阴天    雨天 ",`fGu )  
晴天    0.7    0.2    0.1 /g@.1z1w  
阴天    0.3    0.4    0.3 G~u94rw|:  
雨天    0.2    0.3    0.5 OYy%aA}h  
意思是: 4J-)+C/edx  
如果今天是晴天,明天有70%概率还是晴天,20%概率变阴天,10%概率下雨。 {gK i15t  
如果今天是阴天,明天有30%概率放晴,40%概率继续阴,30%概率下雨。 K^s!0[6  
以此类推。 M/ R#f9W  
马尔科夫链要回答的问题是: ,j9}VnW)  
已知今天晴天,明天最可能是什么天气?后天呢?长期来看,晴天、阴天、雨天各占多大比例? N<Ti]G  
这里的关键是:“晴天”“阴天”“雨天”这些状态,你直接就能观察到。你抬头看天就知道今天是什么状态。 J<u,Y= -~  
马尔科夫链的三要素 3vNoD  
状态空间:所有可能的状态(晴、阴、雨)。 />K$_T/]  
转移概率矩阵:从每个状态转到其他状态的概率。 l"b78n  
初始状态:一开始处于什么状态。 &[qL l  
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只看该作者 6楼 发表于: 前天 08:37
二、隐马尔科夫模型:状态隐藏,只能看到“证据” XSn^$$S  
核 心思 想 "fr B5[  
隐马尔科夫模型中,真实状态你看不到,你能看到的只是由这个状态产生的某种观测值。真实状态本身按马尔科夫链的规律变化,但你只能通过观测值去推测真实状态是什么。 9[6xo!  
通俗例子:医生诊断 waO*CjxE:  
假设一个病人体内真实状态只有两种:健康 和 生病。 1&Nk  
但医生不能直接看到病人是健康还是生病,只能看到病人表现出来的症状:正常、头晕、发烧。 $>8+t>|  
真实状态(隐藏)按马尔科夫链变化: 4vp,izNW  
今天 \ 明天    健康    生病 ?<xGO@b .  
健康    0.8    0.2 Vk@u|6U'  
生病    0.3    0.7 !=|3^A  
意思是:今天健康,明天80%仍健康,20%生病;今天生病,明天30%康复,70%继续生病。 Fgt/A#`fz  
但医生看不到这个状态。医生只能看到症状。而症状和真实状态之间有一个发射概率: aq,&W q@  
真实状态 \ 观测症状    正常    头晕    发烧 v[35C]gS  
健康    0.7    0.2    0.1 <iJ->$  
生病    0.1    0.3    0.6 4TC !P}  
意思是: F}2U8O  
•    如果病人实际是健康的,他有70%概率表现正常,20%概率头晕,10%概率发烧。 )k <ON~x  
•    如果病人实际是生病的,他只有10%概率表现正常,30%概率头晕,60%概率发烧。 p>|;fS\`@}  
医生看到的是: 病人第一天头晕,第二天发烧,第三天正常…… O'A''}M  
医生要回答的问题是: d!e$BiC  
根据这串症状,病人最可能的真实状态序列是什么?是“健康→生病→康复”还是“健康→健康→健康”? cz&Qoyh{;  
这就是隐马尔科夫模型要解决的问题。 .5KRi6  
隐马尔科夫模型的三要素 mi%d([)%<  
1.    隐藏状态空间:真实状态(健康、生病),你看不到。 "%-HZw%X  
2.    观测状态空间:你能看到的东西(正常、头晕、发烧)。 !-LPFy>  
3.    两组概率: |giK]Z  
o    转移概率:隐藏状态之间怎么变(健康→生病)。 ]%ikr&78u  
o    发射概率:每个隐藏状态产生某个观测值的概率(生病→发烧)。 7GWPsaPn  
________________________________________ 4+'yJ9~,B  
三、核 心区别对照 IkL|bV3E0  
对比项    马尔科夫链    隐马尔科夫模型 7cY_=X-?Y  
状态是否可见    直接可见    隐藏,不可直接观测 O^F%ssF8  
你能观察到什么    状态本身    由状态产生的观测值 tezsoR!.ak  
核 心问题    下一个状态是什么?    根据观测序列,推测隐藏状态序列是什么? hY/SR'8  
概率参数    只有转移概率    转移概率 + 发射概率 &tHT6,Xv(  
典型例子    天气预报、股票涨跌    语音识别、医生诊断、词性标注 ?Z*LTsPr  
________________________________________ "2N3L8?k  
四、一句话总结 y{U'\  
•    马尔科夫链:你看得见状态,只需要预测下一步。 pbR84g^p.S  
•    隐马尔科夫:你看不见状态,只能看到状态留下的“痕迹”,需要根据痕迹反推状态。 "7Zb)Ocb  
隐马尔科夫可以理解为“双层马尔科夫”:底层是你看不见的真实状态在按马尔科夫链变化,上层是每个真实状态随机“发射”出一个你能看到的观测值。你站在上层,只能通过观测值去猜底层发生了什么。 $PHKI B(  
YDC[s ^d5  
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只看该作者 7楼 发表于: 前天 08:42
隐马尔科夫模型的英文全称是 ‌Hidden Markov Model‌,缩写为 HMM &6r".\; ^  
转移概率矩阵,说白了就是一张“从当前状态跳到下一个状态的概率表”。 m"X0Owx  
它的核 心作用是:把所有状态之间互相转换的可能性,整齐地放在一个表格里。 !$qNugLg  
________________________________________ mS&[<[x  
一、先理解“转移”和“概率” a}0\kDe  
•    状态:系统当前所处的某种情况。比如天气的晴、阴、雨。 "xdXHuX  
•    转移:从当前状态变成下一个状态。比如今天晴,明天变阴,这就是一次转移。 0[);v/@Ho  
•    概率:这件事发生的可能性有多大。比如今天晴,明天变阴的概率是20%。 q8P| ]  
把所有这些“从A到B的概率”排成一个表格,就是转移概率矩阵。 i2)rDek3]T  
________________________________________ =n i&*&  
二、用天气预报的例子一步步建矩阵 c*HS#C7'2  
假设天气只有三种状态:晴、阴、雨。 F+*: >@3  
我们先统计历史规律: s)]i0+!  
如果今天是晴天: n]6xrsE  
•    明天还是晴的概率 = 0.7 X.%Xi'H  
•    明天变阴的概率 = 0.2 FzA_-d/_dg  
•    明天变雨的概率 = 0.1 z#8GF^U:T  
注意:0.7 + 0.2 + 0.1 = 1,因为明天必然是这三种之一。 j#3}nJB%#i  
如果今天是阴天: KX[_eO L  
•    明天变晴的概率 = 0.3 ^HX={(ddK  
•    明天还是阴的概率 = 0.4 >bEH&7+@_'  
•    明天变雨的概率 = 0.3 >2vl & (  
如果今天是雨天: 2 os&d|  
•    明天变晴的概率 = 0.2 <P(d%XEl  
•    明天变阴的概率 = 0.3 I6{}S6  
•    明天还是雨的概率 = 0.5 QYyF6ht=!  
________________________________________ -"<H$  
现在把这些数字排成矩阵。行代表“今天”,列代表“明天”: 6wIv7@Y  
今天 \ 明天    晴    阴    雨 ATk>:^n  
晴    0.7    0.2    0.1 _I3j 7f,V  
阴    0.3    0.4    0.3 `c(,_o a{  
雨    0.2    0.3    0.5 9\R:J"X  
这个表格就是转移概率矩阵。 #@ 3RYx  
写成数学形式就是: n"(n*Hf7b  
P=[0.70.20.10.30.40.30.20.30.5]P=0.70.30.20.20.40.30.10.30.5 bX=ht^e [  
________________________________________ k "'q   
三、怎么读这个矩阵? eIg ' !8h?  
读法:先看行,再看列。 qYGnebn@\  
•    第1行第2列 = 0.2 → 意思是:今天晴,明天阴的概率是0.2。 6./h0kD`  
•    第3行第1列 = 0.2 → 意思是:今天雨,明天晴的概率是0.2。 MU-ie*+  
•    第2行第2列 = 0.4 → 意思是:今天阴,明天还是阴的概率是0.4。 ShF ][v1L  
一句话:第 i 行第 j 列的数字,就是从状态 i 转移到状态 j 的概率。 % 7/XZQ  
________________________________________ vA;ml$  
四、这个矩阵有两个重要特点 -`&4>\o2Lx  
特点1:每一行的和都等于1 gB71~A{J  
因为从任何一个状态出发,下一步必然转到某个状态,不可能凭空消失。 :*)~nPVV  
比如第1行:0.7 + 0.2 + 0.1 = 1 ✓ Xe:B*  
特点2:矩阵不一定要对称 1sGkbfh{t  
今天晴→明天阴的概率,和今天阴→明天晴的概率,可以不一样。 ;BejFcb  
比如上面:晴→阴是0.2,阴→晴是0.3,不相等。 s80:.B  
________________________________________ VKS:d!}3E  
五、它有什么用? ?dC[VYC\^  
有了这个矩阵,就可以做预测: DU({Ncge  
问题:已知今天晴,后天是雨的概率是多少? o T5?*3f  
今天晴 → 明天可能是晴、阴、雨,然后再从明天转到后天雨: g@`14U/|  
•    今天晴→明天晴→后天雨:0.7 × 0.1 = 0.07 aq0J }4U  
•    今天晴→明天阴→后天雨:0.2 × 0.3 = 0.06 K3!|k(jt  
•    今天晴→明天雨→后天雨:0.1 × 0.5 = 0.05 B`iQN7fd  
加起来:0.07 + 0.06 + 0.05 = 0.18 M)V z9,  
所以今天晴,后天是雨的概率是18%。 %n=!H  
这就是转移概率矩阵的威力:只要知道当前状态,就能一步步算出未来任意时刻各状态的概率。 TM[Z~n(wt  
________________________________________ U$ _?T-x  
六、一句话总结 V-O49  
转移概率矩阵 = 一张“从当前状态到下一状态”的概率查询表。 `i,ZwnLh{  
•    行 = 现在是什么状态 ( y'i{:B  
•    列 = 下一步变成什么状态 2JUX29rER  
•    格子里 = 这个变化的概率 4YXtl +G  
•    每行加起来 = 1 qs\ & C  
它是马尔科夫链的“发动机”,决定了系统如何一步步演化。 ;)u}`4~L  
#:DDx5%x<b  
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只看该作者 8楼 发表于: 前天 08:47
发射概率是隐马尔科夫模型里的一个核 心概念。一句话概括: * 8kg6v%  
发射概率 = 某个看不见的真实状态,产生出某个你能看到的观测值的概率。 wvp\'* $  
“发射”这个词可以这样理解:隐藏状态像一台机器,它会“发射”出一个你能看到的信号,而发射概率就是这台机器发射出某种信号的可能性。 *{)[:;  
________________________________________ hc`9Y  
一、先回顾:什么是“隐藏”和“观测” rm1R^ n  
在隐马尔科夫模型中,有两层东西: M5: f^  
层级    能否直接看到    例子 -Z4J?b  
隐藏状态    看不到    病人真实是健康还是生病 eP(%+[g  
观测值    看得到    病人表现出的症状:正常、头晕、发烧 !M)!  
你只能看到观测值,看不到隐藏状态。而发射概率,就是连接这两层的桥梁——它告诉你:如果真实状态是A,那么表现出观测值B的概率有多大。 f(|qE(  
________________________________________ V[rNJf1z  
二、用医生诊断的例子来说明 Gx y>aS3  
假设病人真实状态只有两种:健康 和 生病。医生看不到这个真实状态。 DTl M}  
病人表现出的症状有三种:正常、头晕、发烧。医生能看到这些。 t \Fc <  
现在,发射概率回答的问题是: S%kE<M?  
如果病人实际是健康的,他表现出“头晕”的概率是多少? )wCA8  
如果病人实际是生病的,他表现出“发烧”的概率是多少? N@58R9P<p  
根据统计,得到这样一张表: B#B$w_z  
真实状态 \ 观测症状    正常    头晕    发烧 `IFt;Ja\6  
健康    0.7    0.2    0.1 J55K+  
生病    0.1    0.3    0.6 0$":W  
这张表就是发射概率表。 A WMR0I  
________________________________________ ](x4q  
三、怎么读这张表? "n7rbh3VW  
读法:先看行(隐藏状态),再看列(观测值)。 WFjNS'WI_  
•    第1行第2列 = 0.2 → 病人实际健康,但表现出头晕的概率是0.2。 OzX\ s=  
•    第2行第3列 = 0.6 → 病人实际生病,表现出发烧的概率是0.6。 j K$4G.x  
•    第1行第1列 = 0.7 → 病人实际健康,表现正常的概率是0.7。 D3HE~zkI  
•    第2行第1列 = 0.1 → 病人实际生病,却表现正常的概率是0.1。(比如早期疾病没症状) HI,1~ Jw+  
一句话:第 i 行第 j 列的数字,就是隐藏状态 i 产生观测值 j 的概率。 "z=A=~~<{  
________________________________________ {ylc 2 1  
四、它和转移概率的区别 [o*u!2 r  
这两个概率容易混淆,放在一起对比就清楚了: J,4]d u$  
对比项    转移概率    发射概率 Qh? E* 9  
连接的是什么    隐藏状态 → 隐藏状态    隐藏状态 → 观测值 |.*),t3 (w  
回答的问题    今天健康,明天生病的概率?    生病了,表现出发烧的概率? p%]* I?  
能不能看到两端    两端都看不到    一端看不到,一端看得到 gmj a2F,  
例子    健康→生病 = 0.2    生病→发烧 = 0.6 de[c3!#1d  
用一个链条串起来: >O9j},X  
健康(隐藏)--转移概率-->生病(隐藏)--发射概率-->发烧(观测) 4ME8NEE  
•    转移概率管的是:隐藏状态之间怎么变。 kIiId8l  
•    发射概率管的是:每个隐藏状态会“吐出”什么观测值。 1LJ ?Ka[_*  
________________________________________ JUF[Y^C  
五、发射概率的两个重要特点 V4l`Alr\L  
特点1:每一行的和都等于1 7iLm_#M  
因为一个隐藏状态必然会产生某个观测值,不可能什么都不产生。 [WRs1$5  
比如健康那行:0.7 + 0.2 + 0.1 = 1 ✓ o-lb/=K+  
生病那行:0.1 + 0.3 + 0.6 = 1 ✓ ryW1OV6?_0  
特点2:同一观测值可以由不同隐藏状态产生 }Xrs"u,  
比如“头晕”这个症状: jF Bq>  
•    健康的人也可能头晕(0.2) 8}{';k  
•    生病的人也可能头晕(0.3) bqsb (C  
正因为如此,医生看到“头晕”时不能100%确定病人是健康还是生病,只能推测。这就是隐马尔科夫模型要解决的难题。 agM.-MK  
________________________________________ 7$8z}2  
六、它有什么用? gTH1FR8$y  
有了发射概率,就能反过来推测隐藏状态。 ?*9U d  
问题:病人表现出“发烧”,他最可能是什么状态? T9*\I TA  
查发射概率表: y@nWa\i G  
•    健康→发烧 = 0.1 JihI1C  
•    生病→发烧 = 0.6 |pqLwnOu  
显然,生病→发烧的概率更大,所以如果病人发烧,更可能是生病了。 f8lBxK  
但如果是“头晕”呢? {5#P1jlT  
•    健康→头晕 = 0.2 HP3~.1Sp  
•    生病→头晕 = 0.3 dY;^JPT  
两者差不多,这时就不能只看发射概率,还要结合转移概率(病人之前的状态)一起判断。这正是隐马尔科夫模型的核 心算法——根据一整串观测值,找出最可能的隐藏状态序列。 8rGW G  
________________________________________ tURIDj%#p  
七、一句话总结 ^h1VCyoR*  
发射概率 = 看不见的真实状态,产生看得见的观测值的概率。 ( X)$8y  
•    行 = 隐藏状态(看不到) N#bWMZ"  
•    列 = 观测值(看得到) mE}``  
•    格子里 = 这个隐藏状态产生这个观测值的概率 y~SFlv36  
•    每行加起来 = 1 wI1[I  
如果说转移概率是“隐藏状态之间怎么接力”,那发射概率就是“每个隐藏状态向外界发出什么信号”。两者合在一起,才构成了完整的隐马尔科夫模型。 O->i>d  
(W5E\hjJ  
离线cjz06

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学习学习。
Welcome to beijing!
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只看该作者 10楼 发表于: 前天 14:21
大模型是人工智能领域基于深度学习构建的、参数规模达10亿至万亿级别的预训练神经网络模型,核 心特征是拥有海量训练数据、超强泛化能力,可在无需针对单一任务重新训练的前提下,灵活适配文本生成、问答、图像理解等各类复杂场景。 wTf0O@``6H  
核 心构成要素 h$f/NSct2  
1. 内部架构组件 0 u,=OvU  
嵌入层:将文本、图像等输入转换为计算机可处理的固定维度向量,是数据进入模型的起始环节。 )XnG.T{0|  
Transformer核 心层:由大量Transformer Block堆叠而成,包含自注意力机制(捕捉序列中不同位置的关联依赖)和前馈神经网络(完成非线性特征提取),是大模型实现复杂语义理解的核 心计算模块。 $Y,,e3R3  
输出层:将模型内部的高维向量转化为最终结果,比如文本概率分布、分类标签等。 HsR#dp+s~  
KV Cache上下文管理:推理阶段缓存计算过的键值对,避免重复运算,大幅提升内容生成速度。 ^R,5T}J.  
2. 底层支撑三大核 心要素 2^ ^;Q:  
高质量多源数据:涵盖文本、图像、代码等异构数据,经过清洗、标注后作为训练原料,是决定模型性能上限的基石。 l0U6eOx  
大规模算力集群:依赖GPU/NPU组成的分布式训练集群,支撑海量参数的并行运算,是大模型从理论落地的硬件基础。 P>)-uLc~W  
算法与优化体系:包含预训练、LoRA微调、RLHF人类反馈强化学习等策略,决定模型的能力边界和输出内容与人类需求的对齐程度。 f8#WT$Ewy  
人工智能大模型(简称“大模型”)是指由人工神经网络构建的一类具有大量参数的人工智能模型。 #h6(DuViKw  
ht tps://baike.baidu.com/item/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E6%99%BA%E8%83%BD%E5%A4%A7%E6%A8%A1%E5%9E%8B/63800799 6!n"E@Bwu  
大模型(Large Model),全称人工智能预训练大模型(Pre-trained Large Model),是指包含超大规模参数(通常在十亿个以上)的神经网络模型,通过在海量数据上进行预训练,能够学习到通用的特征表示,并展现出强大的涌现能力和泛化能力。 ;}A#ws_CD_  
“泛化”是一个多义词,核 心意思是“从具体扩展到一般”或“对类似事物产生相同反应”,在不同领域有具体解释 。 L`R,4mI.W  
人工神经是对生物天然神经的人工模拟技术,目前主要分为两大应用方向:一类是用于临床神经修复、脑机接口的实体仿生神经器件,另一类是人工智能领域人工神经网络的基础计算单元,二者都因并非生物自然生成、由人工设计制造而得名。 ]vXIj0:  
词根是 mod- CbQ@l@d]  
model 的核 心词根是 mod-,源自拉丁语,本意为“模式”或“尺度”。后缀 -el 表示指小名词,合起来意为“小的模式”或“按比例缩小的样式”。 9x;/q7  
GPU 和 NPU 的核 心区别在于设计定位:GPU 是通用并行计算专家,擅长图形渲染和 AI 训练;NPU 是专用 AI 加速器,专注于低功耗下的神经网络推理。两者在架构、能效和应用场景上存在显著差异,通常协作而非互相替代 b v\V>s  
CPU(中央处理器,Central Processing Unit)GPU(图形处理器,Graphics Processing Unit)NPU(神经网络处理器,Neural Network Processing Unit) OV7vwj/-  
T 2x~fiM  
离线cdddd

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只看该作者 11楼 发表于: 前天 14:32
都知道CPU、GPU,那NPU、DPU、TPU、IPU又是个啥? |Mo# +{~c  
htt ps://baijiahao.baidu.com/s?id=1823230019434053553&wfr=spider&for=pc ~BERs;4  
预训练和后训练是大模型训练的两个关键阶段,预训练让模型学会通用语言知识,后训练让模型学会按人类意图完成任务 。根据 Cornell University 和 IBM 的技术文档,这两个阶段共同构成了大语言模型从"有知识"到"有用"的完整训练流程 。 $a15 8  
什么是预训练和后训练 #_2V@F+,  
预训练(Pre-training):在模型开发早期,用海量无标注数据(如网页、书籍、代码)训练模型学习通用语言规律,核 心目标是预测下一个词是什么 。 c~5#)AXMT  
本质:让模型"有知识",像学生上通识课打基础。 $\81WsL '  
方法:自监督学习,通过掩码语言建模或因果语言建模任务。 N5}vy$t_P  
产出:基础模型(Base Model),具备语言能力但不会听指令。 F}H!vh[  
后训练(Post-training):在预训练完成后,针对特定任务或人类偏好进行额外训练,核 心目标是让模型学会按人类意图完成任务 。 1.p?P] .  
本质:让模型"会做人",像学生上专业课加素质课。 p$?c>lim  
方法:包括监督微调(SFT)、基于人类反馈的强化学习(RLHF)等。 pvI(hjMYPk  
Transformer由前缀trans-(转移、跨越)、词根form(形式、形状)和后缀-er(表人或物)构成,整体指“改变形式的人或物”。 C: kl/9M@  
Transformer block 是 Transformer 模型的基本计算单元,可以把它理解为一个可重复堆叠的“标准积木”。多个 block 堆叠后就构成了完整的 Encoder 或 Decoder,广泛应用于 GPT、BERT、ViT 等主流模型中 。 Uf4QQ `c#  
高维向量指维度(分量数量)较多的向量,通常用于表示具有多个属性或特征的复杂数据 。在数学上,它是有 n 个分量的有序数组,对应高维空间中的点或方向 。 ` eND3c  
本质特征:高维向量是数学定义的抽象对象,不依赖物理空间扩展,维度越高描述信息的特征越丰富 。 >u*woNw(XM  
常见应用:广泛应用于人工智能领域,如推荐系统中编码电影属性、自然语言处理中的词嵌入(Embedding)及向量数据库的相似性搜索 。  ,H1J$=X'  
数据表示:在机器学习中,一张照片或一条文本记录常被转换为成百上千维的向量,以便计算机进行计算和相似度衡量 d=oOMXYa   
LoRA 微调全称低秩适应(Low-Rank Adaptation),是一种用于大模型的高效参数微调技术,通过冻结预训练模型权重,仅训练少量新增的低秩矩阵参数来实现模型适配 i>ORCOOU  
adaptation - 适应 adaptation 的核 心词根是 apt,表示“适应、恰当”,加上前缀 ad-(朝向、加强)和名词后缀 -ation 构成,意思是“适应;改编本”。 ]WWre},  
rank 作为词根意为“排列、顺序”,常用于记忆与等级、队列相关的单词 。 MeQ(,irr^  
词根含义:在英语词根词缀学习体系中,rank 本身视作词根,表示“排列、顺序”,衍生出等级、军衔等含义 。 !Ya +  
>, 234ab=d  
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