人工神經網路入門(2) 人工神經基本概念介紹

2021-07-09 06:27:34 字數 2287 閱讀 1241

如果您有疑問,可以先參考faq

1 介紹

2 ann的最最基礎的知識

圖1 根據生物神經系統的工作過程,我們可以大概理解以下這個圖所要表達的含義:

圖2 大家可以想象這樣一種情形:寒冷的冬天,我們伸手到火爐邊烤火,慢慢地,你覺得自己快要睡著了,這個時候,突然發現自己伸在火爐邊的手特別燙得疼,然後馬上將手縮回去。這就是乙個神經網路的工作例項,火對手產生的溫度就是圖2的輸入層(input),而縮手或不縮手就是圖2的輸出層(output)。但是縮手只有在手的溫度達到一定的程度才發生的,比如說40度。

用圖2來表示上面所說的情形:

x1 = 火對手產生的溫度

w1 =火對手產生的溫度的權值(對火對手產生的溫度的放大或是縮小,我們讓這個值為1)

啟用函式(active function)= 如果 x1 * w1 > 40 啟用(縮手),否則抑制(不縮手)

這是單輸入的情況,如果有多個輸入,則輸出為 f(x1 * w1 + x2 * w2 + x3 * w3 …)

其中,f(x)為啟用函式。

下面,我們來看2個多輸入的神經網路結構圖:

and運算

其中f(x) =

if (x >= 2) return 1;

else return 0;

閥值為2

我們可以利用這個結構圖來檢驗一下是否正確:

x1 = 0, x2 = 0, x = x1*w1 + x2*w2 = 0 f(x) = 0;正確

x1 = 0, x2 = 1, x = x1*w1 + x2*w2 = 1 f(x) = 0;正確

x1 = 1, x2 = 0, x = x1*w1 + x2*w2 = 1 f(x) = 0;正確

x1 = 1, x2 = 1, x = x1*w1 + x2*w2 = 2 f(x) = 0;正確

or運算

其中f(x) =

if (x >= 1) return 1;

else return 0;

閥值為1

我們可以利用這個結構圖來檢驗一下是否正確:

x1 = 0, x2 = 0, x = x1*w1 + x2*w2 = 0 f(x) = 0;正確

x1 = 0, x2 = 1, x = x1*w1 + x2*w2 = 1 f(x) = 1;正確

x1 = 1, x2 = 0, x = x1*w1 + x2*w2 = 1 f(x) = 1;正確

x1 = 1, x2 = 1, x = x1*w1 + x2*w2 = 2 f(x) = 1;正確

上面2個例項,就是我上篇文章中所需要建立的乙個神經網路模型。

但是我們如何確定w1,w2和閥值呢?

這就需要通過神經網路來學習,從而確定w1,w2和閥值。

2 學習

拿計算and運算的模型來說,需要2個輸入1個輸出是肯定的。關鍵就是如何確定2個輸入的權值和啟用函式的閥值。

為了計算啟用函式的閥值,我們可以增加乙個輸入層,變成這個樣子

這樣,我們只需讓啟用函式f(x)=

if (x >= 1) return 1;

else return 0;

即可。至於閥值究竟是多少,可以讓w3的值去確定。這樣,原先的問題就轉化成了求解w1, w2 ,w3的大小的問題了。

接下來,我們制定這樣的學習規律:

w(i) =     w(i)    + (正確值-實際計算的值)*x(i).

通過一定次數的訓練,我們就可以讓    (正確值-實際計算的值)變得相當下,這樣最後的結果也就穩定了,同時求出了我們需要的w1, w2 ,w3的近似值。

3實際執行過程

4

預告5

總結

4 人工神經網路

目標函式可是是實數 離散或向量。使用計算單元模擬神經元,計算單元有多輸入和不變的單值輸出。適用例項是通過屬性值對描述事件的 目標函式複雜 資料有誤 學習時間長 求值迅速。結構 感知器 線性單元 sigmoid s型的 單元。感知器 輸入實數值,輸出其線性組合是否大於某值 1 1 由此規定假設空間,該...

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