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人工神经网络模型原理,人工神经网络有哪些特点

时间:2023-05-06 07:14:21 阅读:62354 作者:4231

如今,深度学习(Deep Learning,简称DL )在算法领域非常受欢迎,它反映了深度学习在生活的各个领域都处于领先地位的巨大变革,而不仅仅是互联网和人工智能。 要学习深度学习,首先必须熟悉神经网络(Neural Networks,简称NN )的基本概念。 当然,这里所说的神经网络似乎不是生物学神经网络,而是称为人工神经网络(Artificial Neural Networks )更合理。 神经网络最初是人工智能领域的算法或模型,目前神经网络已经发展成为多学科交叉的学科领域,它也随着深度学习的发展再次受到重视和推荐。

神经元模型人工神经网络是受人脑结构的启发而建立的。 如下图所示,我们的大脑有几十亿个称为神经元的细胞,它们相互连接形成一个神经网络。

神经网络算法正是模仿上面的网络结构。 接下来是人工神经网络的结构图。 每个圆代表一个神经元,他们连接在一起构成一个网络。

人脑神经元细胞的树突用于接收外界多种强度不同的刺激,在神经元细胞内处理,并将其转化为一个输出结果。 在这里,神经元是神经网络的基本单元,学习生物学的同学知道神经元有兴奋和抑制两种状态。 大多数神经元通常处于抑制状态,但当某些神经元受到刺激时,它们会进入“兴奋”状态,进而向其他神经元传播化学物质(其实是信息)。 下图为生物神经元结构示意图:

人工神经元也有类似的机制。 如下图所示。

上面的x是神经元的输入,相当于树突接受的多个外部刺激。 w是与各输入对应的权重,表示各特征的重要度,与各输入特征对应,影响各输入x的刺激强度。 假设只有三个特征,x可以使用(x1、x2、x3 )。 b表示阈值[y zh],影响预测结果。 z是预测结果。

因此,有z=(x1*w1x2*w2x3*w3 )- b。

以上公式在行业中称为逻辑回归。

激活函数在实际的神经网络中不能用逻辑直接回归。 必须在逻辑回归之外添加导致它的电位超过一个阈值,那么这个神经元就会被激活。 此函数称为套上一个函数。 激活函数非常重要,没有它神经网络的智商永远不会高。 更详细地说,1943年,McCulloch和Pitts用简单的模型表示了上图的神经元结构,构成了人工神经元模型,也就是现在我们常用的“M-P神经元模型”。 下图:

从上图中的M-P神经元模型可以看出,神经元的输出

这里,是我们前面提到的神经元的激活阈值,函数f ()也称为激活函数。 激活函数有多个,如上图所示,函数f ()可以用大于阈值的步进方程表示; 否则我会遏制的。 但这有点太粗暴了。 因为阶跃函数不光滑、不连续、不导电。 因此,常用的方法是用sigmoid函数表示函数f ()。 其公式和图像如下。

这里首先只介绍其中一个用途——将z映射到[ 0,1 ]之间。 上图中的横轴表示z,纵轴表示y’,y’表示最终的预测结果。 从图像可以看出,z越大,y’越接近1,而z越小,y’越接近0。 那么,为什么要将预测结果映射在[ 0,1 ]之间呢? 因为这不仅便于神经网络的计算,也便于我们人类的理解。 例如,在预测是否有猫的例子中,如果y’为0.8,则有80%的概率有猫。

总结大脑结构越简单,智商就越低。 单细胞生物智力最低。 人工神经网络也是一样,网络越复杂越强大,所以需要深度神经网络。 这里的深度是指层数越多、层数越多,结构的神经网络越复杂。

训练深度神经网络的过程叫做深度学习。 网络建立后,我们只要负责任地不断将训练数据输入神经网络,其内部就会自己不断变化不断学习。 例如,假设你想训练深度神经网络来识别猫。 我们只要不断地把猫的图像输入神经网络。 训练成功后,我们可以任意拿来hhdwdm的照片,判断是否有猫。 但是,我们不知道他的分析过程是怎么样的,它是如何判断猫是否存在的。 当我们教孩子关于猫的时候,我们会带来白色的猫,告诉他们这是猫,带来黑色的猫,也告诉他们这是猫,在他的脑子里不断学习猫的特征。 最后拿来几只花猫,问他,他会告诉你这也是猫。 但是他是怎么知道的? 他脑子里的分析过程怎么样? 我们无法知道~~

参考:

3359 www.captain bed.net/2018/11/18/what is nn /

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