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全球各地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量正在急劇膨脹。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC），數(shù)字宇宙，也就是世界范圍內(nèi)全部以數(shù)字方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，在2010年首次超過(guò)了一個(gè)澤字節(jié)（ZB，即10²¹字節(jié)）。IDC預(yù)計(jì)，到2020年這一數(shù)字將會(huì)增至35ZB。假如把這些數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在DVD中，這些DVD堆在一起可以在地球和月球之間打個(gè)來(lái)回。在增速較快的數(shù)據(jù)中，主要可以分為被稱(chēng)為元數(shù)據(jù)的大量數(shù)據(jù)集合體，即書(shū)籍和數(shù)據(jù)庫(kù)，以及非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如結(jié)構(gòu)未定義的任意文本和圖畫(huà)。數(shù)字宇宙中大約三分之一的數(shù)據(jù)是高質(zhì)量信息，也就是需要遵循安全、合規(guī)和存儲(chǔ)規(guī)定的數(shù)據(jù)和內(nèi)容。IDC預(yù)測(cè)，到2020年，這種數(shù)據(jù)將占到全部數(shù)據(jù)的二分之一左右。

日益復(fù)雜的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，必須對(duì)其進(jìn)行高效的處理。然而，如果沒(méi)有電腦幫忙分類(lèi)、分析、壓縮數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)備好給人類(lèi)使用，這一切都是不可能實(shí)現(xiàn)的。學(xué)習(xí)系統(tǒng)在這方面非常有用，因?yàn)樗鼈兛梢詮睦又袑W(xué)習(xí)，識(shí)別數(shù)據(jù)的模式并使用這類(lèi)信息去預(yù)測(cè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用十分廣泛多樣——從市場(chǎng)分析和工業(yè)設(shè)備的預(yù)期維護(hù)到醫(yī)療系統(tǒng)的診斷方法等不一而足。在很多這類(lèi)應(yīng)用中，重點(diǎn)是識(shí)別聲音、文本和圖像模式的技術(shù)。

例如，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)被用來(lái)駕駛車(chē)輛和電話(huà)自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、樓宇和辦公技術(shù)管理、工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量保障以及醫(yī)療診斷等。Datamonitor公司的市場(chǎng)研究人員預(yù)測(cè)，這些領(lǐng)域的數(shù)據(jù)將高速增長(zhǎng)。例如，他們預(yù)測(cè)手機(jī)的高級(jí)移動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)市場(chǎng)將從2009年的3,270萬(wàn)美元銳增至2015年的1億美元，差不多增長(zhǎng)三倍。根據(jù)這些專(zhuān)家的預(yù)測(cè)，同一時(shí)期，車(chē)載語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的銷(xiāo)售額將從6,430萬(wàn)美元增至2.082億美元。

這類(lèi)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)早已不是什么新鮮事。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司Gartner集團(tuán)2011年發(fā)布的一份研究報(bào)告，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)其實(shí)屬于1995年關(guān)于相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的“炒作周期”的一部分。但是這類(lèi)系統(tǒng)的有效性還有待提高，主要在于電腦面對(duì)的最大挑戰(zhàn)之一是識(shí)別口語(yǔ)。主要原因是電腦還沒(méi)有足夠廣泛的日常生活的知識(shí)，只有擁有這種知識(shí)，它們才能夠真正理解人們所說(shuō)的話(huà)。

學(xué)習(xí)系統(tǒng)還可以被用來(lái)分析圖像和錄像。這種系統(tǒng)對(duì)工業(yè)圖像處理特別有用。歐洲機(jī)器視覺(jué)協(xié)會(huì)（EMVA）因此預(yù)測(cè)，該市場(chǎng)在2011年的增長(zhǎng)率將會(huì)達(dá)到20%，而2010年這一數(shù)字為11%。雖然產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量保證仍然是工業(yè)圖像處理系統(tǒng)較常用的領(lǐng)域，但是，例如在機(jī)器人三維視覺(jué)系統(tǒng)中，也在引入新技術(shù)。這些技術(shù)包括汽車(chē)視頻系統(tǒng)和安全解決方案，等等。同時(shí)，模式識(shí)別在醫(yī)療工程中越來(lái)越重要。企業(yè)咨詢(xún)公司Frost & Sullivan指出，在過(guò)濾和處理關(guān)鍵信息方面，醫(yī)生越來(lái)越依賴(lài)學(xué)習(xí)型軟件。這些信息一般來(lái)自*的數(shù)字成像設(shè)備，如計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振斷層掃描儀及超聲系統(tǒng)。例如，這種軟件可被用于乳房X射線(xiàn)檢查，還可被用于肺癌、胰腺癌和腸癌診斷。