SlideShare a Scribd company logo
1 of 49
Download to read offline
โครงร่างวิทยานิพนธ์ 
เรื่อง การเปรียบเทียบวิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
โดยใช้องค์ประกอบหลักในการพยากรณ์อินทรียวัตถุในดิน : กรณีศึกษาพื้นที่ 
เกษตรกรรมสวนผลไม้ในภาคตะวันตกของประเทศไทย 
อาจารย์ที่ปรึกษา 
ผศ. ดร.กมลชนก พานิชการ 
โดย 
นางสาวสิริกัลยา ประมวล 
สาขาวิชาสถิติประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์ 
1
บทนำ 
2
1. ที่มาและความสำคัญของปัญหา 
การสร้างโมเดลทางคณิตศาสตร์ 
การพยากรณ์ 
ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านการเงิน ด้านการแพทย์ 
ด้านอื่นๆ 
สร้างโมเดลสำหรับการพยากรณ์อินทรียวัตถุในดิน 
3
1. ความสำคัญของอินทรียวัตถุในดิน 
1. คุณสมบัติทางกายภาพ 
๏ ความหนาแน่นและความพรุนของดิน 
๏ โครงสร้างของดินและความสามารถในการอุ้มน้ำของดิน 
2. คุณสมบัติทางชีวภาพ 
๏ การปลดปล่อยไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนียหรือไนเตรตที่เป็นประโยชน์ 
๏ การยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรคในพืช 
3. คุณสมบัติทางเคมี 
๏ เป็นแหล่งธาตุอาหารให้แก่พืช 
๏ ทำให้ดินมีค่าการแลกเปลี่ยนประจุบวกเพิ่มขึ้น ช่วยในการดูดซับอาหาร 
4
1. ความสำคัญของอินทรียวัตถุในดิน 
ปริมาณอินทรียวัตถุ 
เป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งในการบ่งชี้คุณภาพของดิน 
5
2. การเลือกใช้โมเดลในการพยากรณ์ 
1. วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 
๏ นิยมใช้กับการพยากรณ์ตัวแปรตามที่มีลักษณะข้อมูลแบบต่อเนื่อง 
๏ สามารถหาความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระหลายตัวกับตัวแปรตามที่เป็นแบบเชิงเส้น 
2. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
๏ ใช้กับข้อมูลที่มีลักษณะแบบไม่เป็นเชิงเส้น 
๏ สามารถใช้ได้กับปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน 
3. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
๏ มีกระบวนการที่ซับซ้อนแต่สามารถให้คำตอบที่ดีและรวดเร็วได้ 
๏ สามารถใช้ได้กับปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน 
6
3. สรุปขั้นตอนการสร้างโมเดลในการพยากรณ์ 
7
4. วัตถุประสงค์ของงานวิจัย 
1. ศึกษาความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระและลดมิติของข้อมูลโดยใช้การวิเคราะห์ 
องค์ประกอบหลัก 
2. เปรียบเทียบประสิทธิภาพของโมเดลที่ได้จากองค์ประกอบหลัก โดยพิจารณา 
2.1 วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 
2.2 วิธีโครงข่ายประสาทเทียมแบบที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า 
2.3 วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
8
5. สมมติฐานของการวิจัย 
โมเดลในการพยากรณ์ปริมาณอินทรียวัตถุในดินทีี่มีประสิทธิภาพ 
มากที่สุดคือโมเดลที่ได้จากวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
9
6. ขอบเขตของการวิจัย 
6.1 ข้อมูลดิน 
ภาพที่ 1 พื้นที่ศึกษาที่เก็บข้อมูลตัวอย่างดินทั้งหมด 58 ชุด จากพื้นที่เกษตกรรมสวนผลไม้ 
10
6. ขอบเขตของการวิจัย 
6.2 ตัวแปรที่ใช้ในการสร้างโมเดล 
ตัวแปรตาม คือปริมาณอินทรียวัตถุ (Organic Matter ) 
ตัวแปรพยากรณ์ คือคุณสมบัติทางเคมีของดิน ทั้งหมด 17 ตัวแปร ได้แก่ 
อลูมินัม (Al), แมงกานีส (Mn), เหล็ก ( Fe), โครเมียม (Cr), 
แมกนีเซียม (Mg), สังกะสี (Zn), ทองแดง (Cu), ตะกั่ว (Pb), 
โพแทสเซียม (K), โซเดียม (Na), แคลเซียม (Ca), กรดฟุลวิก (FA), 
กรดฮิวมิก (HA), ค่าการแลกเปลี่ยนประจุบวก (CEC), Percent clay 
(%clay), ไนโตรเจนรวม (TN) และ อินทรีย์คาร์บอน (OC) 
11
6. ขอบเขตของการวิจัย 
6.3 ค่าวัดประสิทธิภาพ (Performance Index) 
6.3.1 ดัชนีการยอมรับ (Index of Agreement : IA) 
(1) 
6.3.2 ค่ารากที่สองของค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยกำลังสอง (Root Mean Square Error: RMSE) 
(2) 
12
6. ขอบเขตของการวิจัย 
6.3.3 ค่าความคลาดเคลื่อนเอนเอียงเฉลี่ย (Mean Bias Error: MBE) 
6.3.4 ค่าความคลาดเคลื่อนสมบูรณ์เฉลี่ย (Mean Absolute Error: MAE) 
(3) 
(4) 
13
ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 
14
1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 
เป็นเทคนิคการลดจำนวนตัวแปร โดยสร้างเซตของตัวแปรใหม่ให้เป็นฟังก์ชันเชิงเส้น 
ของตัวแปรเดิม โดยยังคงรายละเอียดหรือสารสนเทศจากข้อมูลเดิมไว้ในตัวแปรใหม่ที่ได้ 
ภาพที่ 2 ตัวอย่าง scree plot จากการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 
15
1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 
ใช้การทดสอบ Bartlett’s sphericity ตรวจสอบว่าควรใช้ PCA กับชุดข้อมูลนี้หรือไม่ ? 
ln |R| คือค่า log ของดีเทอร์มิแนนต์ของเมตริกซ์สหสัมพันธ์ R 
p คือจำนวนตัวแปร 
n คือจำนวนข้อมูล 
(5) 
16
1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 
ใช้การทดสอบ Bartlett’s sphericity ตรวจสอบว่าควรใช้ PCA กับชุดข้อมูลนี้หรือไม่ ? 
สมมติฐานที่พิจารณา 
H0 : ตัวแปรอิสระไม่มีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R=I) 
H1 : ตัวแปรอิสระมีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R≠I) 
∴ จะใช้ PCA ถ้า ปฏิเสธสมมติฐานหลัก นั่นคือ ตัวแปรอิสระมีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R≠I) 
17
2. วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 
Y = β0+β1X1 +β2X2+...+βkXk +e 
โดยที่ 
Y คือตัวแปรตาม (dependent variable) 
X คือตัวแปรพยากรณ์ (Independent variable) 
β0 คือส่วนตัดแกน Y หรือค่าของ Y เมื่อกำหนด X1 = X2 = ... = Xk = 0 
β1, β2, ..., βk คือสัมประสิทธิ์การถดถอยเชิงส่วน 
= a+b1X1 +b2X2+...+bkXk (Least Square Method) 
(6) 
(7) 
18
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
ภาพที่ 2 โครงสร้างระบบประสาทในสมอง 
ที่มา : Lippmann, Klimasauskas and Medsker et al. อ้างถึงใน ศรัลย์ ปานศรีพงษ์, การพัฒนาแบบจำลองโครงข่ายใยประสาทประดิษฐ์และแบบ 
จำลองความถดถอยเชิงพหุ เพื่อทำนายความเข้มข้นของ PM10 ในพื้นที่กรุงเทพมหานครและเทศบาลนครราชสีมา (2005), 14 
19
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
ภาพที่ 3 โมเดลของโครงข่ายประสาทเทียมแบบ Single Layer 
20
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
สถาปัตยกรรมโครงข่ายประสาทเทียม 
ภาพที่ 4 สถาปัตยกรรมโครงข่ายประสาทเทียมแบบ Feed-forward และ แบบ Feedback 
21
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
ภาพที่ 5 กระบวนการทำงานของโครงข่ายประสาทเทียม 
ที่มา : ปรับปรุงจาก Haykin, Simon, Neural Networks: A Comprehensive Foundation (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1998), 11 
22
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
Activation Function 
‣ Sigmoid Function 
‣ Binary Function 
‣ Linear Function 
Learning Algorithm 
‣ Backpropagation Algorithm 
‣ Levenberg-Marquardt Algorithm 
‣ Quasi-Newton Algorithm 
‣ Conjugate Gradient Algorithm 
กระบวนการสอนหรือการเรียนรู้ (Training or Learning) 23
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
ชุดข้อมูล (Samples) 
‣ แบบสอบถาม 
‣ ข้อมูลทางสถิติ 
‣ การทดลอง 
ชุดข้อมูลจะแบ่งเป็นสองชุดคือชุดการสอน และชุดทดสอบ (อย่างน้อย 5 ชุด) 
การทดสอบโครงข่าย (Testing) 
‣ แบ่งข้อมูลเป็นสองชุด ชุดแรกสำหรับสอนอีกชุดสำหรับทดสอบโครงข่าย 
‣ ใช้ชุดข้อมูลทั้งหมดมาเป็นชุดสอน และใช้ชุดเดิมนั้นมาทดสอบโครงข่าย 
กระบวนการสอนหรือการเรียนรู้ (Training or Learning) 
24
3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
สรุปขั้นตอนการสร้างแบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียม 
25
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
“จีนเนติกอัลกอริทึม เป็นวิธีการค้นหาคำตอบที่ดีที่สุดโดยใช้หลักการคัด 
เลือกแบบธรรมชาติและหลักการทางสายพันธ์ุ ซึ่งเป็นการคำนวณ 
ที่มีวิวัฒนาการในการหาคำตอบ” 
‣ การคัดเลือกทางสายพันธ์ุ (Selection) 
‣ ปฏิบัติการทางสายพันธ์ (Genetic Operation) 
‣ การแทนที่ (Replacement) 
26
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
องค์ประกอบที่สำคัญของ Genetic Algorithm 
องค์ประกอบที่ 1 Chromosome Encoding คือขั้นตอนสำหรับแปลงทางเลือกสำหรับการแก้ปัญหาที่ 
เป็นไปได้ให้อยู่ในรูปของโครโมโซม 
องค์ประกอบที่ 2 Initial Population คือการสุ่มเลือกเพื่อสร้างประชากรต้นแบบขึ้นมาเพื่อใช้เป็นจุด 
เริ่มต้นของขั้นตอนการวิวัฒนาการ 
องค์ประกอบที่ 3 Fitness Function คือฟังก์ชันสำหรับประเมินค่าความเหมาะสม เพื่อให้คะแนน 
สำหรับคำตอบต่างๆ ที่เป็นไปได้ของปัญหา 
องค์ประกอบที่ 4 Genetic Operator คือการดำเนินงานตามขั้นตอนต่างๆของ Genetic Algorithm เพื่อ 
ให้เกิดวิวัฒนาการไปสู่คำตอบที่ดีขึ้น ซึ่งได้แก่ Selection, Crossover และ Mutation 
องค์ประกอบที่ 5 Parameter คือปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของ Genetic Algorithm เช่นขนาดของ 
ประชากร, ความน่าจะเป็นของการ crossover หรือ ความน่าจะเป็นของการ mutation 
27
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.1 Chromosome Encoding 
1. Binary Encoding 
โครโมโซม A : 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 
โครโมโซม B : 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 
2. Permutation Encoding 
โครโมโซม A : 1 5 3 2 6 4 7 9 8 
โครโมโซม B : 8 5 6 7 2 3 1 4 9 
28
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
3. Valued Encoding 
โครโมโซม A : 1.2324 5.2343 0.4556 2.3293 2.4545 
โครโมโซม B : (back) (back) (right) (left) (left) 
4. Tree Encoding 
29
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.2 Initial Population 
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรกที่เกิดขึ้นก่อนกระบวนการของ Genetic Algorithm 
โดยประชากรกลุ่มแรก หรือประชากรต้นกำเนิด จะเกิดจากการสุ่มเลือกขึ้นมาจาก 
กลุ่มของประชากรทั้งหมดที่มีอยู่ โดยสุ่มตามที่กำหนดไว้ 
4.3 Fitness Function 
โครโมโซมทุกตัวจะมีค่าความเหมาะสมของตัวเองเพื่อใช้สำหรับพิจารณาว่า โครโมโซม 
ตัวนั้น เหมาะหรือไม่ที่จะนำมาใช้สืบทอดพันธุกรรมสำหรับสร้างโครโมโซมรุ่นใหม่ 
โดยวิธีการคิดค่าความเหมาะสมนั้น จะใช้สมการที่สอดคล้องกับปัญหาที่ต้องการ 
30
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.4 Genetic Operator 
ประกอบด้วยกระบวนการพื้นฐานที่สำคัญ 3 ขั้นตอนคือ 
4.4.1 Selection 
4.4.2 Crossover 
4.4.3 Mutation 
31
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.4.1 Selection (การคัดเลือกสายพันธุ์) 
1. วิธีแบ่งเป็นสัดส่วน (Proportionate Selection) 
2. วิธีของโบลต์ซมัน (Boltzmann Selection) 
3. วิธีการจัดอันดับ (Ranking Selection) 
4. วิธีการแข่งขัน (Tournament Selection) 
5. วิธีการชักตัวอย่างแบบวงล้อรูเล็ท (Roulette Wheel Sampling) 
32
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.4.2 Crossover (ครอสโอเวอร์) 
Single point 
Two point 
33
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.4.3 Mutation (มิวเทชัน) 
โครโมโซมเก่า 
โครโมโซมใหม่ 
โครโมโซมเก่า 
โครโมโซมใหม่ 
Binary Encoding 
Permutation Encoding 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
1 9 3 4 5 6 7 8 2 
34
4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 
4.5 Parameter 
พารามิเตอร์พื้นฐานที่สำคัญต่อการทำงานของ Genetic Algorithm มี 3 ตัวคือ 
4.5.1 Crossover Probability คือความน่าจะเป็นของการเกิด Crossover มีค่าใน 0-100 โดย 
ทั่วไปค่าความน่าจะเป็นในการเกิด Crossover จะอยู่ที่ 60% - 95% 
4.5.2 Mutation Probability คือความน่าจะเป็นของการเกิด Mutation มีค่าใน 0-100 โดย 
ทั่วไปค่าความน่าจะเป็นในการเกิด Mutation จะถูกกำหนดให้อยู่ในช่วง 0% - 1% 
4.5.3 Population Size คือจำนวนของประชากรในแต่ละรุ่น ถ้ามีจำนวนมากเกินไปจะ 
ทำให้เสียเวลาในการประมวลผลมาก และทำงานได้ช้าลง 
35
5. ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง 
เงื่อนไขในการหยุดกระบวนการค้นหาคำตอบ 
1. ครบจำนวนรอบที่ได้กำหนดไว้ 
2. พบเป้าหมายหรือคำตอบที่ต้องการแล้ว 
3. พบคำตอบใกล้เคียงกับคำตอบที่ต้องการ หรือคำตอบที่ได้ไม่มี 
การเปลี่ยนแปลงหรือคงที่เป็นจำนวนติดต่อกัน 
36
5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 
Hasan , Ozer, Ramazan และ Mehmet (2005) 
เรื่อง การเปรียบเทียบวิธีโครงข่ายประสาทเทียมและการถดถอย สำหรับฟังก์ชันการแปลงค่าสำหรับการ 
เก็บรักษาน้ำในดินและความสามารถในการทำให้น้ำซึมผ่าน 
วิธีการศึกษา ‣ ใช้ข้อมูลคุณสมบัติพื้นฐานของดิน เช่นความพรุน การกระจายของขนาดดิน 
‣ ในการหาฟังก์ชันการแปลงค่าสำหรับการเก็บรักษาน้ำในดิน 
‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ R2 และ RMSE ในฟังก์ชันการแปลงค่าที่หาได้ 
ผลการศึกษา ‣ ผลลัพธ์จากทั้งสองวิธีไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ 
‣ ผลลัพธ์จากวิธีการถดถอยวัดประสิทธิภาพดีกว่าวิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมสามารถใช้เป็นเทคนิคใหม่ในการพัฒนางานในอนาคต 
37
5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 
Sousa, Martin, Alvim-Ferraz และ Pereira (2006) 
เรื่อง การวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นพหุคูณและโครงข่ายประสาทเทียมที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า ในการ 
ทำนายความเข้มข้นของโอโซนรายชั่วโมงในวันถัดไป 
วิธีการศึกษา ‣ ใช้ข้อมูลความเข้มข้นโอโซน, ไนโตรเจนมอนอกไซด์ ฯ และตัวแปรทางอุตินิยมวิทยา 
‣ สร้างโมเดลโดยใช้และไม่ใช้วิธีวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 
‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ R, MBE, MAE, RMSE และ d2 ในการเปรียบเทียบโมเดล 
ผลการศึกษา ‣ วิธี FANN ให้ผลลัพธ์ดีกว่าวิธี MLR 
‣ วิธี PC-FANN ให้ผลลัพธ์ดีกว่าวิธี PCR ผลลัพธ์ดีที่สุดที่เมื่อใช้ 5 องค์ประกอบหลัก 
‣ การใช้องค์ประกอบหลักทำให้ผลลัพธ์ดีขึ้น (ขจัดปัญหา Multicollinearity) 
‣ การใช้วิธี FANN ให้ผลลัพธ์ดีเนื่องจากเหมาะกับปัญหาที่ไม่เป็นเชิงเส้น 
38
5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 
Karunakar และ Datta (2007) 
เรื่อง การควบคุมคุณสมบัติแบบทรายชื้นโดยใช้วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม : ศึกษา 
เชิงเปรียบเทียบ 
วิธีการศึกษา ‣ คุณสมบัติของแม่พิมพ์ เช่นแรงอัดในสภาวะชื้น ความสามารถในการซึมผ่าน ฯ เป็นอินพุต 
‣ พารามิเตอร์การควบคุมเป็นเอาท์พุต เช่น %ดินเหนียว %ความชื้น 
‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมใช้ back-propagation algorithm ในการเรียนรู้ 
‣วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม กำหนดขนาดประชากร 5, crossover = 1.0, mutation = 0 
‣เปรียบเทียบประสิทธิภาพของโมเดล ด้วย %error 
ผลการศึกษา ‣ โดยภาพรวมวิธี Genetic Algorithm ให้ผลลัพธ์แม่นยำกว่า 
‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมให้ผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจแต่มีความยุ่งยากกว่าวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
39
5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 
Yang, Dawson, และ Brown (2006) 
เรื่อง วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึมสำหรับการพยากรณ์จำนวนการเกิดไฟใหม้ในที่พัก 
อาศัย 
วิธีการศึกษา ‣ พยากรณ์โดยวิธีการถดถอยโลจิสติก วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและ วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
‣ เก็บรวมรวมตัวแปรที่เกี่ยวข้องแล้วใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักเพื่อลดตัวแปรพยากรณ์ 
‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ MSE ในการเปรียบเทียบโมเดล 
ผลการศึกษา ‣ วิธีการถดถอยโลจิสติก, วิธีโครงข่ายประสาทเทียม, วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ให้ค่า MSE 
เท่ากับ 4.875, 2.375 และ 2.875 ตามลำดับ 
‣วิธีโครงข่ายประสาทเทียมให้ผลลัพธ์ดีที่สุด ใกล้เคียงกับวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 
40
วิธีดำเนินงานวิจัย 
41
1. ภาพรวมขั้นตอนการศึกษา 
๏ วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณและวิธีโครง 
ข่ายประสาทเทียม ใช้โปรแกรม SAS 
๏ วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ใช้โปรแกรม 
MATLAB 
ภาพที่ 2 ภาพรวมขั้นตอนการศึกษา 
42
2. การสร้างโมเดลด้วยวิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 
ภาพที่ 3 ขั้นตอนการสร้างโมเดลการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 
43
3. การสร้างโมเดลด้วยวิธีโครงข่ายประสาทเทียม 
๏ Sigmoid Function 
๏ Levenberg-Maquardt Algorithm 
ภาพที่ 4 ขั้นตอนการสร้างโครงข่ายประสาท 
เทียมแบบที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า 
ที่มา : ปรับปรุงจาก Jiang et al., Progress in developing an ANN 
model for air pollution index forecast (Atmospheric Environment 
38), 7055-7064 
44
4. ขั้นตอนการทำงานของจีนเนติกอัลกอริทึม 
Population Size 50 
Probability of crossover 1.0 
Probability of mutation 0.0 
Maximum generation 20 
ภาพที่ 5 ขั้นตอนการทำงานของ Genetic Algorithm 
ที่มา : ปรับปรุงจาก Kucuk and Derebasi , Prediciton of power loss in transformer cores using 
feed forward neural network and genetic algorithm , (Measurement 39 ,2005), 607 
45
5. ผลของงานวิจัยบางส่วน 
วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณกับวิธีโครงข่ายประสาทเทียมแบบที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า 
46
5. ผลของงานวิจัยบางส่วน 
เปรียบเทียบค่าพยากรณ์กับข้อมูลจริงจากโมเดล MLR และ FANN ในข้อมูลชุดเรียนรู้ 
✓f 
✓f 
✓f 
✓. 
47
จบการนำเสนอ 
Q&A 
48
ขอบคุณค่ะ 
49

More Related Content

Viewers also liked

นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์
นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์
นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์Pornchanida Ansietà
 
01 introduction to data mining
01 introduction to data mining01 introduction to data mining
01 introduction to data miningphakhwan22
 
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืด
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืดโครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืด
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืดRungnaree Uun
 
15 Machine Learning Multilayer Perceptron
15 Machine Learning Multilayer Perceptron15 Machine Learning Multilayer Perceptron
15 Machine Learning Multilayer PerceptronAndres Mendez-Vazquez
 
Optimization Methods in Finance
Optimization Methods in FinanceOptimization Methods in Finance
Optimization Methods in Financethilankm
 
02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization
02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization
02.03 Artificial Intelligence: Search by OptimizationAndres Mendez-Vazquez
 
Using Gradient Descent for Optimization and Learning
Using Gradient Descent for Optimization and LearningUsing Gradient Descent for Optimization and Learning
Using Gradient Descent for Optimization and LearningDr. Volkan OBAN
 
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...Chris Fregly
 
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)Chantana Papattha
 
Deep Learning in Computer Vision
Deep Learning in Computer VisionDeep Learning in Computer Vision
Deep Learning in Computer VisionSungjoon Choi
 
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555Aun Wny
 
How to Become a Data Scientist
How to Become a Data ScientistHow to Become a Data Scientist
How to Become a Data Scientistryanorban
 

Viewers also liked (20)

นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์
นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์
นาย จตุรพัฒน์ ภัควนิตย์
 
Thai Glossary Repository
Thai Glossary RepositoryThai Glossary Repository
Thai Glossary Repository
 
Microsoft Azure day 1
Microsoft Azure day 1Microsoft Azure day 1
Microsoft Azure day 1
 
01 introduction to data mining
01 introduction to data mining01 introduction to data mining
01 introduction to data mining
 
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืด
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืดโครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืด
โครงงานคอมพิวเตอร์ เรื่อง สมุนไพรรางจืด
 
15 Machine Learning Multilayer Perceptron
15 Machine Learning Multilayer Perceptron15 Machine Learning Multilayer Perceptron
15 Machine Learning Multilayer Perceptron
 
Optimization Methods in Finance
Optimization Methods in FinanceOptimization Methods in Finance
Optimization Methods in Finance
 
02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization
02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization
02.03 Artificial Intelligence: Search by Optimization
 
Media&tech2learn 001-Part 1
Media&tech2learn 001-Part 1Media&tech2learn 001-Part 1
Media&tech2learn 001-Part 1
 
07 classification 3 neural network
07 classification 3 neural network07 classification 3 neural network
07 classification 3 neural network
 
Nervous system
Nervous systemNervous system
Nervous system
 
Using Gradient Descent for Optimization and Learning
Using Gradient Descent for Optimization and LearningUsing Gradient Descent for Optimization and Learning
Using Gradient Descent for Optimization and Learning
 
Data mining
Data   miningData   mining
Data mining
 
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...
Gradient Descent, Back Propagation, and Auto Differentiation - Advanced Spark...
 
01 introduction to data mining
01 introduction to data mining01 introduction to data mining
01 introduction to data mining
 
Lecture11 - neural networks
Lecture11 - neural networksLecture11 - neural networks
Lecture11 - neural networks
 
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)
ทฤษฎีการเรียนรู้ (Learning theory)
 
Deep Learning in Computer Vision
Deep Learning in Computer VisionDeep Learning in Computer Vision
Deep Learning in Computer Vision
 
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555
Functions สมาคมคณิตศาสตร์ 2555
 
How to Become a Data Scientist
How to Become a Data ScientistHow to Become a Data Scientist
How to Become a Data Scientist
 

Similar to My topic

สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Ok
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Okสถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Ok
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย OkChanakan Sojayapan
 
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169Chanakan Sojayapan
 
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01Siri Kanlaya
 
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06jirupi
 
ความสำคัญของการคิด
ความสำคัญของการคิดความสำคัญของการคิด
ความสำคัญของการคิดRadchadapornSombatsr
 
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdf
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdfการวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdf
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdfssuser247480
 
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศน้อย วิภาภรณ์
 
ค่ากลางปี
ค่ากลางปีค่ากลางปี
ค่ากลางปีanutree pankulab
 
ใบงานที่6
ใบงานที่6ใบงานที่6
ใบงานที่6Intangible Mz
 
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศJL'mind Chutimon
 
แมวบำบัดซึมเศร้า
แมวบำบัดซึมเศร้าแมวบำบัดซึมเศร้า
แมวบำบัดซึมเศร้าKarnBenyapa
 

Similar to My topic (20)

Role math stat_cs
Role math stat_csRole math stat_cs
Role math stat_cs
 
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Ok
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Okสถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Ok
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย Ok
 
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169
สถิติประยุกต์สำหรับงานวิจัย 169
 
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01
Neuralnetworandgeneticalgorithm 090715055331-phpapp01
 
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06
แผนจัดการเรียนรู้ที่ 06
 
ใบงานที่ 15
ใบงานที่ 15ใบงานที่ 15
ใบงานที่ 15
 
ความสำคัญของการคิด
ความสำคัญของการคิดความสำคัญของการคิด
ความสำคัญของการคิด
 
Pbl 3
Pbl 3Pbl 3
Pbl 3
 
12 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องตารางค่าความจริง
12 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องตารางค่าความจริง12 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องตารางค่าความจริง
12 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องตารางค่าความจริง
 
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdf
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdfการวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdf
การวิเคราะห์ข้อมูลจากสถานการณ์จริงและแปลผลจากการวิจัย.pdf
 
2562 final-project
2562 final-project 2562 final-project
2562 final-project
 
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
 
งานกลุ่ม2
งานกลุ่ม2งานกลุ่ม2
งานกลุ่ม2
 
66 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่1_การนับเบื้องต้น
66 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่1_การนับเบื้องต้น66 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่1_การนับเบื้องต้น
66 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่1_การนับเบื้องต้น
 
ค่ากลางปี
ค่ากลางปีค่ากลางปี
ค่ากลางปี
 
ใบงานที่6
ใบงานที่6ใบงานที่6
ใบงานที่6
 
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
 
แมวบำบัดซึมเศร้า
แมวบำบัดซึมเศร้าแมวบำบัดซึมเศร้า
แมวบำบัดซึมเศร้า
 
54 ตรีโกณมิติ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องกฎของไซน์และโคไซน์
54 ตรีโกณมิติ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องกฎของไซน์และโคไซน์54 ตรีโกณมิติ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องกฎของไซน์และโคไซน์
54 ตรีโกณมิติ สื่อปฏิสัมพันธ์เรื่องกฎของไซน์และโคไซน์
 
Unit3
Unit3Unit3
Unit3
 

My topic

  • 1. โครงร่างวิทยานิพนธ์ เรื่อง การเปรียบเทียบวิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม โดยใช้องค์ประกอบหลักในการพยากรณ์อินทรียวัตถุในดิน : กรณีศึกษาพื้นที่ เกษตรกรรมสวนผลไม้ในภาคตะวันตกของประเทศไทย อาจารย์ที่ปรึกษา ผศ. ดร.กมลชนก พานิชการ โดย นางสาวสิริกัลยา ประมวล สาขาวิชาสถิติประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์ 1
  • 3. 1. ที่มาและความสำคัญของปัญหา การสร้างโมเดลทางคณิตศาสตร์ การพยากรณ์ ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านการเงิน ด้านการแพทย์ ด้านอื่นๆ สร้างโมเดลสำหรับการพยากรณ์อินทรียวัตถุในดิน 3
  • 4. 1. ความสำคัญของอินทรียวัตถุในดิน 1. คุณสมบัติทางกายภาพ ๏ ความหนาแน่นและความพรุนของดิน ๏ โครงสร้างของดินและความสามารถในการอุ้มน้ำของดิน 2. คุณสมบัติทางชีวภาพ ๏ การปลดปล่อยไนโตรเจนในรูปของแอมโมเนียหรือไนเตรตที่เป็นประโยชน์ ๏ การยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อโรคในพืช 3. คุณสมบัติทางเคมี ๏ เป็นแหล่งธาตุอาหารให้แก่พืช ๏ ทำให้ดินมีค่าการแลกเปลี่ยนประจุบวกเพิ่มขึ้น ช่วยในการดูดซับอาหาร 4
  • 5. 1. ความสำคัญของอินทรียวัตถุในดิน ปริมาณอินทรียวัตถุ เป็นคุณสมบัติอย่างหนึ่งในการบ่งชี้คุณภาพของดิน 5
  • 6. 2. การเลือกใช้โมเดลในการพยากรณ์ 1. วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ ๏ นิยมใช้กับการพยากรณ์ตัวแปรตามที่มีลักษณะข้อมูลแบบต่อเนื่อง ๏ สามารถหาความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระหลายตัวกับตัวแปรตามที่เป็นแบบเชิงเส้น 2. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม ๏ ใช้กับข้อมูลที่มีลักษณะแบบไม่เป็นเชิงเส้น ๏ สามารถใช้ได้กับปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน 3. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ๏ มีกระบวนการที่ซับซ้อนแต่สามารถให้คำตอบที่ดีและรวดเร็วได้ ๏ สามารถใช้ได้กับปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน 6
  • 8. 4. วัตถุประสงค์ของงานวิจัย 1. ศึกษาความสัมพันธ์ของตัวแปรอิสระและลดมิติของข้อมูลโดยใช้การวิเคราะห์ องค์ประกอบหลัก 2. เปรียบเทียบประสิทธิภาพของโมเดลที่ได้จากองค์ประกอบหลัก โดยพิจารณา 2.1 วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 2.2 วิธีโครงข่ายประสาทเทียมแบบที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า 2.3 วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 8
  • 10. 6. ขอบเขตของการวิจัย 6.1 ข้อมูลดิน ภาพที่ 1 พื้นที่ศึกษาที่เก็บข้อมูลตัวอย่างดินทั้งหมด 58 ชุด จากพื้นที่เกษตกรรมสวนผลไม้ 10
  • 11. 6. ขอบเขตของการวิจัย 6.2 ตัวแปรที่ใช้ในการสร้างโมเดล ตัวแปรตาม คือปริมาณอินทรียวัตถุ (Organic Matter ) ตัวแปรพยากรณ์ คือคุณสมบัติทางเคมีของดิน ทั้งหมด 17 ตัวแปร ได้แก่ อลูมินัม (Al), แมงกานีส (Mn), เหล็ก ( Fe), โครเมียม (Cr), แมกนีเซียม (Mg), สังกะสี (Zn), ทองแดง (Cu), ตะกั่ว (Pb), โพแทสเซียม (K), โซเดียม (Na), แคลเซียม (Ca), กรดฟุลวิก (FA), กรดฮิวมิก (HA), ค่าการแลกเปลี่ยนประจุบวก (CEC), Percent clay (%clay), ไนโตรเจนรวม (TN) และ อินทรีย์คาร์บอน (OC) 11
  • 12. 6. ขอบเขตของการวิจัย 6.3 ค่าวัดประสิทธิภาพ (Performance Index) 6.3.1 ดัชนีการยอมรับ (Index of Agreement : IA) (1) 6.3.2 ค่ารากที่สองของค่าความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยกำลังสอง (Root Mean Square Error: RMSE) (2) 12
  • 13. 6. ขอบเขตของการวิจัย 6.3.3 ค่าความคลาดเคลื่อนเอนเอียงเฉลี่ย (Mean Bias Error: MBE) 6.3.4 ค่าความคลาดเคลื่อนสมบูรณ์เฉลี่ย (Mean Absolute Error: MAE) (3) (4) 13
  • 15. 1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก เป็นเทคนิคการลดจำนวนตัวแปร โดยสร้างเซตของตัวแปรใหม่ให้เป็นฟังก์ชันเชิงเส้น ของตัวแปรเดิม โดยยังคงรายละเอียดหรือสารสนเทศจากข้อมูลเดิมไว้ในตัวแปรใหม่ที่ได้ ภาพที่ 2 ตัวอย่าง scree plot จากการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก 15
  • 16. 1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก ใช้การทดสอบ Bartlett’s sphericity ตรวจสอบว่าควรใช้ PCA กับชุดข้อมูลนี้หรือไม่ ? ln |R| คือค่า log ของดีเทอร์มิแนนต์ของเมตริกซ์สหสัมพันธ์ R p คือจำนวนตัวแปร n คือจำนวนข้อมูล (5) 16
  • 17. 1. การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก ใช้การทดสอบ Bartlett’s sphericity ตรวจสอบว่าควรใช้ PCA กับชุดข้อมูลนี้หรือไม่ ? สมมติฐานที่พิจารณา H0 : ตัวแปรอิสระไม่มีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R=I) H1 : ตัวแปรอิสระมีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R≠I) ∴ จะใช้ PCA ถ้า ปฏิเสธสมมติฐานหลัก นั่นคือ ตัวแปรอิสระมีสหสัมพันธ์ต่อกัน (R≠I) 17
  • 18. 2. วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ Y = β0+β1X1 +β2X2+...+βkXk +e โดยที่ Y คือตัวแปรตาม (dependent variable) X คือตัวแปรพยากรณ์ (Independent variable) β0 คือส่วนตัดแกน Y หรือค่าของ Y เมื่อกำหนด X1 = X2 = ... = Xk = 0 β1, β2, ..., βk คือสัมประสิทธิ์การถดถอยเชิงส่วน = a+b1X1 +b2X2+...+bkXk (Least Square Method) (6) (7) 18
  • 19. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม ภาพที่ 2 โครงสร้างระบบประสาทในสมอง ที่มา : Lippmann, Klimasauskas and Medsker et al. อ้างถึงใน ศรัลย์ ปานศรีพงษ์, การพัฒนาแบบจำลองโครงข่ายใยประสาทประดิษฐ์และแบบ จำลองความถดถอยเชิงพหุ เพื่อทำนายความเข้มข้นของ PM10 ในพื้นที่กรุงเทพมหานครและเทศบาลนครราชสีมา (2005), 14 19
  • 20. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม ภาพที่ 3 โมเดลของโครงข่ายประสาทเทียมแบบ Single Layer 20
  • 21. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม สถาปัตยกรรมโครงข่ายประสาทเทียม ภาพที่ 4 สถาปัตยกรรมโครงข่ายประสาทเทียมแบบ Feed-forward และ แบบ Feedback 21
  • 22. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม ภาพที่ 5 กระบวนการทำงานของโครงข่ายประสาทเทียม ที่มา : ปรับปรุงจาก Haykin, Simon, Neural Networks: A Comprehensive Foundation (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1998), 11 22
  • 23. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม Activation Function ‣ Sigmoid Function ‣ Binary Function ‣ Linear Function Learning Algorithm ‣ Backpropagation Algorithm ‣ Levenberg-Marquardt Algorithm ‣ Quasi-Newton Algorithm ‣ Conjugate Gradient Algorithm กระบวนการสอนหรือการเรียนรู้ (Training or Learning) 23
  • 24. 3. วิธีโครงข่ายประสาทเทียม ชุดข้อมูล (Samples) ‣ แบบสอบถาม ‣ ข้อมูลทางสถิติ ‣ การทดลอง ชุดข้อมูลจะแบ่งเป็นสองชุดคือชุดการสอน และชุดทดสอบ (อย่างน้อย 5 ชุด) การทดสอบโครงข่าย (Testing) ‣ แบ่งข้อมูลเป็นสองชุด ชุดแรกสำหรับสอนอีกชุดสำหรับทดสอบโครงข่าย ‣ ใช้ชุดข้อมูลทั้งหมดมาเป็นชุดสอน และใช้ชุดเดิมนั้นมาทดสอบโครงข่าย กระบวนการสอนหรือการเรียนรู้ (Training or Learning) 24
  • 26. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) “จีนเนติกอัลกอริทึม เป็นวิธีการค้นหาคำตอบที่ดีที่สุดโดยใช้หลักการคัด เลือกแบบธรรมชาติและหลักการทางสายพันธ์ุ ซึ่งเป็นการคำนวณ ที่มีวิวัฒนาการในการหาคำตอบ” ‣ การคัดเลือกทางสายพันธ์ุ (Selection) ‣ ปฏิบัติการทางสายพันธ์ (Genetic Operation) ‣ การแทนที่ (Replacement) 26
  • 27. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) องค์ประกอบที่สำคัญของ Genetic Algorithm องค์ประกอบที่ 1 Chromosome Encoding คือขั้นตอนสำหรับแปลงทางเลือกสำหรับการแก้ปัญหาที่ เป็นไปได้ให้อยู่ในรูปของโครโมโซม องค์ประกอบที่ 2 Initial Population คือการสุ่มเลือกเพื่อสร้างประชากรต้นแบบขึ้นมาเพื่อใช้เป็นจุด เริ่มต้นของขั้นตอนการวิวัฒนาการ องค์ประกอบที่ 3 Fitness Function คือฟังก์ชันสำหรับประเมินค่าความเหมาะสม เพื่อให้คะแนน สำหรับคำตอบต่างๆ ที่เป็นไปได้ของปัญหา องค์ประกอบที่ 4 Genetic Operator คือการดำเนินงานตามขั้นตอนต่างๆของ Genetic Algorithm เพื่อ ให้เกิดวิวัฒนาการไปสู่คำตอบที่ดีขึ้น ซึ่งได้แก่ Selection, Crossover และ Mutation องค์ประกอบที่ 5 Parameter คือปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของ Genetic Algorithm เช่นขนาดของ ประชากร, ความน่าจะเป็นของการ crossover หรือ ความน่าจะเป็นของการ mutation 27
  • 28. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.1 Chromosome Encoding 1. Binary Encoding โครโมโซม A : 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 โครโมโซม B : 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 2. Permutation Encoding โครโมโซม A : 1 5 3 2 6 4 7 9 8 โครโมโซม B : 8 5 6 7 2 3 1 4 9 28
  • 29. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 3. Valued Encoding โครโมโซม A : 1.2324 5.2343 0.4556 2.3293 2.4545 โครโมโซม B : (back) (back) (right) (left) (left) 4. Tree Encoding 29
  • 30. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.2 Initial Population ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรกที่เกิดขึ้นก่อนกระบวนการของ Genetic Algorithm โดยประชากรกลุ่มแรก หรือประชากรต้นกำเนิด จะเกิดจากการสุ่มเลือกขึ้นมาจาก กลุ่มของประชากรทั้งหมดที่มีอยู่ โดยสุ่มตามที่กำหนดไว้ 4.3 Fitness Function โครโมโซมทุกตัวจะมีค่าความเหมาะสมของตัวเองเพื่อใช้สำหรับพิจารณาว่า โครโมโซม ตัวนั้น เหมาะหรือไม่ที่จะนำมาใช้สืบทอดพันธุกรรมสำหรับสร้างโครโมโซมรุ่นใหม่ โดยวิธีการคิดค่าความเหมาะสมนั้น จะใช้สมการที่สอดคล้องกับปัญหาที่ต้องการ 30
  • 31. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.4 Genetic Operator ประกอบด้วยกระบวนการพื้นฐานที่สำคัญ 3 ขั้นตอนคือ 4.4.1 Selection 4.4.2 Crossover 4.4.3 Mutation 31
  • 32. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.4.1 Selection (การคัดเลือกสายพันธุ์) 1. วิธีแบ่งเป็นสัดส่วน (Proportionate Selection) 2. วิธีของโบลต์ซมัน (Boltzmann Selection) 3. วิธีการจัดอันดับ (Ranking Selection) 4. วิธีการแข่งขัน (Tournament Selection) 5. วิธีการชักตัวอย่างแบบวงล้อรูเล็ท (Roulette Wheel Sampling) 32
  • 33. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.4.2 Crossover (ครอสโอเวอร์) Single point Two point 33
  • 34. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.4.3 Mutation (มิวเทชัน) โครโมโซมเก่า โครโมโซมใหม่ โครโมโซมเก่า โครโมโซมใหม่ Binary Encoding Permutation Encoding 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 9 3 4 5 6 7 8 2 34
  • 35. 4. วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม (Genetic Algorithm) 4.5 Parameter พารามิเตอร์พื้นฐานที่สำคัญต่อการทำงานของ Genetic Algorithm มี 3 ตัวคือ 4.5.1 Crossover Probability คือความน่าจะเป็นของการเกิด Crossover มีค่าใน 0-100 โดย ทั่วไปค่าความน่าจะเป็นในการเกิด Crossover จะอยู่ที่ 60% - 95% 4.5.2 Mutation Probability คือความน่าจะเป็นของการเกิด Mutation มีค่าใน 0-100 โดย ทั่วไปค่าความน่าจะเป็นในการเกิด Mutation จะถูกกำหนดให้อยู่ในช่วง 0% - 1% 4.5.3 Population Size คือจำนวนของประชากรในแต่ละรุ่น ถ้ามีจำนวนมากเกินไปจะ ทำให้เสียเวลาในการประมวลผลมาก และทำงานได้ช้าลง 35
  • 36. 5. ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง เงื่อนไขในการหยุดกระบวนการค้นหาคำตอบ 1. ครบจำนวนรอบที่ได้กำหนดไว้ 2. พบเป้าหมายหรือคำตอบที่ต้องการแล้ว 3. พบคำตอบใกล้เคียงกับคำตอบที่ต้องการ หรือคำตอบที่ได้ไม่มี การเปลี่ยนแปลงหรือคงที่เป็นจำนวนติดต่อกัน 36
  • 37. 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง Hasan , Ozer, Ramazan และ Mehmet (2005) เรื่อง การเปรียบเทียบวิธีโครงข่ายประสาทเทียมและการถดถอย สำหรับฟังก์ชันการแปลงค่าสำหรับการ เก็บรักษาน้ำในดินและความสามารถในการทำให้น้ำซึมผ่าน วิธีการศึกษา ‣ ใช้ข้อมูลคุณสมบัติพื้นฐานของดิน เช่นความพรุน การกระจายของขนาดดิน ‣ ในการหาฟังก์ชันการแปลงค่าสำหรับการเก็บรักษาน้ำในดิน ‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ R2 และ RMSE ในฟังก์ชันการแปลงค่าที่หาได้ ผลการศึกษา ‣ ผลลัพธ์จากทั้งสองวิธีไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ‣ ผลลัพธ์จากวิธีการถดถอยวัดประสิทธิภาพดีกว่าวิธีโครงข่ายประสาทเทียม ‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมสามารถใช้เป็นเทคนิคใหม่ในการพัฒนางานในอนาคต 37
  • 38. 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง Sousa, Martin, Alvim-Ferraz และ Pereira (2006) เรื่อง การวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นพหุคูณและโครงข่ายประสาทเทียมที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า ในการ ทำนายความเข้มข้นของโอโซนรายชั่วโมงในวันถัดไป วิธีการศึกษา ‣ ใช้ข้อมูลความเข้มข้นโอโซน, ไนโตรเจนมอนอกไซด์ ฯ และตัวแปรทางอุตินิยมวิทยา ‣ สร้างโมเดลโดยใช้และไม่ใช้วิธีวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก ‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ R, MBE, MAE, RMSE และ d2 ในการเปรียบเทียบโมเดล ผลการศึกษา ‣ วิธี FANN ให้ผลลัพธ์ดีกว่าวิธี MLR ‣ วิธี PC-FANN ให้ผลลัพธ์ดีกว่าวิธี PCR ผลลัพธ์ดีที่สุดที่เมื่อใช้ 5 องค์ประกอบหลัก ‣ การใช้องค์ประกอบหลักทำให้ผลลัพธ์ดีขึ้น (ขจัดปัญหา Multicollinearity) ‣ การใช้วิธี FANN ให้ผลลัพธ์ดีเนื่องจากเหมาะกับปัญหาที่ไม่เป็นเชิงเส้น 38
  • 39. 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง Karunakar และ Datta (2007) เรื่อง การควบคุมคุณสมบัติแบบทรายชื้นโดยใช้วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม : ศึกษา เชิงเปรียบเทียบ วิธีการศึกษา ‣ คุณสมบัติของแม่พิมพ์ เช่นแรงอัดในสภาวะชื้น ความสามารถในการซึมผ่าน ฯ เป็นอินพุต ‣ พารามิเตอร์การควบคุมเป็นเอาท์พุต เช่น %ดินเหนียว %ความชื้น ‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมใช้ back-propagation algorithm ในการเรียนรู้ ‣วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม กำหนดขนาดประชากร 5, crossover = 1.0, mutation = 0 ‣เปรียบเทียบประสิทธิภาพของโมเดล ด้วย %error ผลการศึกษา ‣ โดยภาพรวมวิธี Genetic Algorithm ให้ผลลัพธ์แม่นยำกว่า ‣ วิธีโครงข่ายประสาทเทียมให้ผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจแต่มีความยุ่งยากกว่าวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 39
  • 40. 5. งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง Yang, Dawson, และ Brown (2006) เรื่อง วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีจีนเนติกอัลกอริทึมสำหรับการพยากรณ์จำนวนการเกิดไฟใหม้ในที่พัก อาศัย วิธีการศึกษา ‣ พยากรณ์โดยวิธีการถดถอยโลจิสติก วิธีโครงข่ายประสาทเทียมและ วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ‣ เก็บรวมรวมตัวแปรที่เกี่ยวข้องแล้วใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลักเพื่อลดตัวแปรพยากรณ์ ‣ เปรียบเทียบค่าวัดประสิทธิภาพ MSE ในการเปรียบเทียบโมเดล ผลการศึกษา ‣ วิธีการถดถอยโลจิสติก, วิธีโครงข่ายประสาทเทียม, วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ให้ค่า MSE เท่ากับ 4.875, 2.375 และ 2.875 ตามลำดับ ‣วิธีโครงข่ายประสาทเทียมให้ผลลัพธ์ดีที่สุด ใกล้เคียงกับวิธีจีนเนติกอัลกอริทึม 40
  • 42. 1. ภาพรวมขั้นตอนการศึกษา ๏ วิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณและวิธีโครง ข่ายประสาทเทียม ใช้โปรแกรม SAS ๏ วิธีจีนเนติกอัลกอริทึม ใช้โปรแกรม MATLAB ภาพที่ 2 ภาพรวมขั้นตอนการศึกษา 42
  • 43. 2. การสร้างโมเดลด้วยวิธีการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ ภาพที่ 3 ขั้นตอนการสร้างโมเดลการถดถอยเชิงเส้นพหุคูณ 43
  • 44. 3. การสร้างโมเดลด้วยวิธีโครงข่ายประสาทเทียม ๏ Sigmoid Function ๏ Levenberg-Maquardt Algorithm ภาพที่ 4 ขั้นตอนการสร้างโครงข่ายประสาท เทียมแบบที่มีการเชื่อมโยงไปข้างหน้า ที่มา : ปรับปรุงจาก Jiang et al., Progress in developing an ANN model for air pollution index forecast (Atmospheric Environment 38), 7055-7064 44
  • 45. 4. ขั้นตอนการทำงานของจีนเนติกอัลกอริทึม Population Size 50 Probability of crossover 1.0 Probability of mutation 0.0 Maximum generation 20 ภาพที่ 5 ขั้นตอนการทำงานของ Genetic Algorithm ที่มา : ปรับปรุงจาก Kucuk and Derebasi , Prediciton of power loss in transformer cores using feed forward neural network and genetic algorithm , (Measurement 39 ,2005), 607 45