Ⅰ 人工神經元網路的拓撲結構主要有哪幾種謝謝大俠~~~
神經網路的拓撲結構包括網路層數、各層神經元數量以及各神經元之間相互連接的方式。
人工神經網路的模型從其拓撲結構角度去看,可分為層次型和互連型。層次型模型是將神經網路分為輸入層(Input Layer)、隱層(Hidden Layer)和輸出層(Output Layer),各層順序連接。其中,輸入層神經元負責接收來自外界的輸入信息,並將其傳遞給隱層神經元。隱層負責神經網路內部的信息處理、信息變換。通常會根據變換的需要,將隱層設計為一層或多層。
(1)神經網路結構的連接方式擴展閱讀:
人工神經網路模型主要考慮網路連接的拓撲結構、神經元的特徵、學習規則等。目前,已有近40種神經網路模型,其中有反傳網路、感知器、自組織映射、Hopfield網路、波耳茲曼機、適應諧振理論等。
人工神經網路採用了與傳統人工智慧和信息處理技術完全不同的機理,克服了傳統的基於邏輯符號的人工智慧在處理直覺、非結構化信息方面的缺陷,具有自適應、自組織和實時學習的特點。
Ⅱ DNN、RNN、CNN分別是什麼意思
DNN(深度神經網路),是深度學習的基礎。
DNN可以理解為有很多隱藏層的神經網路。這個很多其實也沒有什麼度量標准, 多層神經網路和深度神經網路DNN其實也是指的一個東西,當然,DNN有時也叫做多層感知機(Multi-Layer perceptron,MLP)。
從DNN按不同層的位置劃分,DNN內部的神經網路層可以分為三類,輸入層,隱藏層和輸出層,如下圖示例,一般來說第一層是輸出層,最後一層是輸出層,而中間的層數都是隱藏層。
CNN(卷積神經網路),是一種前饋型的神經網路,目前深度學習技術領域中非常具有代表性的神經網路之一。
CNN在大型圖像處理方面有出色的表現,目前已經被大范圍使用到圖像分類、定位等領域中。相比於其他神經網路結構,卷積神經網路需要的參數相對較少,使的其能夠廣泛應用。
RNN(循環神經網路),一類用於處理序列數據的神經網路,RNN最大的不同之處就是在層之間的神經元之間也建立的權連接。
從廣義上來說,DNN被認為包含了CNN、RNN這些具體的變種形式。在實際應用中,深度神經網路DNN融合了多種已知的結構,包含卷積層或LSTM單元,特指全連接的神經元結構,並不包含卷積單元或時間上的關聯。
Ⅲ 神經網路是什麼
生物神經網路主要是指人腦的神經網路,它是人工神經網路的技術原型。
人腦是人類思維的物質基礎,思維的功能定位在大腦皮層,後者含有大約10^11個神經元,每個神經元又通過神經突觸與大約103個其它神經元相連,形成一個高度復雜高度靈活的動態網路。
作為一門學科,生物神經網路主要研究人腦神經網路的結構、功能及其工作機制,意在探索人腦思維和智能活動的規律。
人工神經網路是生物神經網路在某種簡化意義下的技術復現,作為一門學科,它的主要任務是根據生物神經網路的原理和實際應用的需要建造實用的人工神經網路模型,設計相應的學習演算法,模擬人腦的某種智能活動,然後在技術上實現出來用以解決實際問題。
因此,生物神經網路主要研究智能的機理;人工神經網路主要研究智能機理的實現,兩者相輔相成。
Ⅳ 神經網路模型有幾種分類方法,試給出一種分類
神經網路模型的分類人工神經網路的模型很多,可以按照不同的方法進行分類。其中,常見的兩種分類方法是,按照網路連接的拓樸結構分類和按照網路內部的信息流向分類。1 按照網路拓樸結構分類網路的拓樸結構,即神經元之間的連接方式。按此劃分,可將神經網路結構分為兩大類:層次型結構和互聯型結構。層次型結構的神經網路將神經元按功能和順序的不同分為輸出層、中間層(隱層)、輸出層。輸出層各神經元負責接收來自外界的輸入信息,並傳給中間各隱層神經元;隱層是神經網路的內部信息處理層,負責信息變換。根據需要可設計為一層或多層;最後一個隱層將信息傳遞給輸出層神經元經進一步處理後向外界輸出信息處理結果。 而互連型網路結構中,任意兩個節點之間都可能存在連接路徑,因此可以根據網路中節點的連接程度將互連型網路細分為三種情況:全互連型、局部互連型和稀疏連接型2 按照網路信息流向分類從神經網路內部信息傳遞方向來看,可以分為兩種類型:前饋型網路和反饋型網路。單純前饋網路的結構與分層網路結構相同,前饋是因網路信息處理的方向是從輸入層到各隱層再到輸出層逐層進行而得名的。前饋型網路中前一層的輸出是下一層的輸入,信息的處理具有逐層傳遞進行的方向性,一般不存在反饋環路。因此這類網路很容易串聯起來建立多層前饋網路。反饋型網路的結構與單層全互連結構網路相同。在反饋型網路中的所有節點都具有信息處理功能,而且每個節點既可以從外界接受輸入,同時又可以向外界輸出。
Ⅳ bp神經網路
BP(Back Propagation)網路是1986年由Rumelhart和McCelland為首的科學家小組提出,是一種按誤差逆傳播演算法訓練的多層前饋網路,是目前應用最廣泛的神經網路模型之一。BP網路能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系,而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程。它的學習規則是使用最速下降法,通過反向傳播來不斷調整網路的權值和閾值,使網路的誤差平方和最小。BP神經網路模型拓撲結構包括輸入層(input)、隱層(hide layer)和輸出層(output layer)。
人工神經網路就是模擬人思維的第二種方式。這是一個非線性動力學系統,其特色在於信息的分布式存儲和並行協同處理。雖然單個神經元的結構極其簡單,功能有限,但大量神經元構成的網路系統所能實現的行為卻是極其豐富多彩的。
人工神經網路首先要以一定的學習准則進行學習,然後才能工作。現以人工神經網路對手寫「A」、「B」兩個字母的識別為例進行說明,規定當「A」輸入網路時,應該輸出「1」,而當輸入為「B」時,輸出為「0」。
所以網路學習的准則應該是:如果網路作出錯誤的的判決,則通過網路的學習,應使得網路減少下次犯同樣錯誤的可能性。首先,給網路的各連接權值賦予(0,1)區間內的隨機值,將「A」所對應的圖象模式輸入給網路,網路將輸入模式加權求和、與門限比較、再進行非線性運算,得到網路的輸出。在此情況下,網路輸出為「1」和「0」的概率各為50%,也就是說是完全隨機的。這時如果輸出為「1」(結果正確),則使連接權值增大,以便使網路再次遇到「A」模式輸入時,仍然能作出正確的判斷。
如果輸出為「0」(即結果錯誤),則把網路連接權值朝著減小綜合輸入加權值的方向調整,其目的在於使網路下次再遇到「A」模式輸入時,減小犯同樣錯誤的可能性。如此操作調整,當給網路輪番輸入若干個手寫字母「A」、「B」後,經過網路按以上學習方法進行若干次學習後,網路判斷的正確率將大大提高。這說明網路對這兩個模式的學習已經獲得了成功,它已將這兩個模式分布地記憶在網路的各個連接權值上。當網路再次遇到其中任何一個模式時,能夠作出迅速、准確的判斷和識別。一般說來,網路中所含的神經元個數越多,則它能記憶、識別的模式也就越多。
如圖所示拓撲結構的單隱層前饋網路,一般稱為三層前饋網或三層感知器,即:輸入層、中間層(也稱隱層)和輸出層。它的特點是:各層神經元僅與相鄰層神經元之間相互全連接,同層內神經元之間無連接,各層神經元之間無反饋連接,構成具有層次結構的前饋型神經網路系統。單計算層前饋神經網路只能求解線性可分問題,能夠求解非線性問題的網路必須是具有隱層的多層神經網路。
神經網路的研究內容相當廣泛,反映了多學科交叉技術領域的特點。主要的研究工作集中在以下幾個方面:
(1)生物原型研究。從生理學、心理學、解剖學、腦科學、病理學等生物科學方面研究神經細胞、神經網路、神經系統的生物原型結構及其功能機理。
(2)建立理論模型。根據生物原型的研究,建立神經元、神經網路的理論模型。其中包括概念模型、知識模型、物理化學模型、數學模型等。
(3)網路模型與演算法研究。在理論模型研究的基礎上構作具體的神經網路模型,以實現計算機模擬或准備製作硬體,包括網路學習演算法的研究。這方面的工作也稱為技術模型研究。
(4)人工神經網路應用系統。在網路模型與演算法研究的基礎上,利用人工神經網路組成實際的應用系統,例如,完成某種信號處理或模式識別的功能、構作專家系統、製成機器人等等。
縱觀當代新興科學技術的發展歷史,人類在征服宇宙空間、基本粒子,生命起源等科學技術領域的進程中歷經了崎嶇不平的道路。我們也會看到,探索人腦功能和神經網路的研究將伴隨著重重困難的克服而日新月異。
神經網路可以用作分類、聚類、預測等。神經網路需要有一定量的歷史數據,通過歷史數據的訓練,網路可以學習到數據中隱含的知識。在你的問題中,首先要找到某些問題的一些特徵,以及對應的評價數據,用這些數據來訓練神經網路。
雖然BP網路得到了廣泛的應用,但自身也存在一些缺陷和不足,主要包括以下幾個方面的問題。
首先,由於學習速率是固定的,因此網路的收斂速度慢,需要較長的訓練時間。對於一些復雜問題,BP演算法需要的訓練時間可能非常長,這主要是由於學習速率太小造成的,可採用變化的學習速率或自適應的學習速率加以改進。
其次,BP演算法可以使權值收斂到某個值,但並不保證其為誤差平面的全局最小值,這是因為採用梯度下降法可能產生一個局部最小值。對於這個問題,可以採用附加動量法來解決。
再次,網路隱含層的層數和單元數的選擇尚無理論上的指導,一般是根據經驗或者通過反復實驗確定。因此,網路往往存在很大的冗餘性,在一定程度上也增加了網路學習的負擔。
最後,網路的學習和記憶具有不穩定性。也就是說,如果增加了學習樣本,訓練好的網路就需要從頭開始訓練,對於以前的權值和閾值是沒有記憶的。但是可以將預測、分類或聚類做的比較好的權值保存。
Ⅵ 簡述人工神經網路的結構形式
神經網路有多種分類方式,例如,按網路性能可分為連續型與離散型網路,確定型與隨機型網路:按網路拓撲結構可分為前向神經網路與反饋神經網路。本章土要簡介前向神經網路、反饋神經網路和自組織特徵映射神經網路。
前向神經網路是數據挖掘中廣為應用的一種網路,其原理或演算法也是很多神經網路模型的基礎。徑向基函數神經網路就是一種前向型神經網路。
Hopfield神經網路是反饋網路的代表。Hvpfi}ld網路的原型是一個非線性動力學系統,目前,已經在聯想記憶和優化計算中得到成功應用。
模擬退火演算法是為解決優化計算中局部極小問題提出的。Baltzmann機是具有隨機輸出值單元的隨機神經網路,串列的Baltzmann機可以看作是對二次組合優化問題的模擬退火演算法的具體實現,同時它還可以模擬外界的概率分布,實現概率意義上的聯想記憶。
自組織競爭型神經網路的特點是能識別環境的特徵並自動聚類。自組織竟爭型神經網路已成功應用於特徵抽取和大規模數據處理。
Ⅶ 34-卷積神經網路(Conv)
深度學習網路和普通神經網路的區別
全連接神經網路的缺點
卷積神經網路的錯誤率
卷積神經網路的發展歷程
卷積神經網路的結構
結構特點:
神經網路(neural networks)的基本組成包括輸入層、隱藏層、輸出層。而卷積神經網路的特點在於隱藏層分為卷積層和池化層(pooling layer,又叫下采樣層)。
卷積過程
糾正:卷積層的過濾器,就是一個矩陣,裡面的元素是對應掃描時每個像素點的權重
即:每個過濾器會產生一張feature map
0填充的兩種方式
卷積核在提取特徵映射時的動作稱之為padding(零填充),由於移動步長不一定能整出整張圖的像素寬度。其中有兩種方式,SAME和VALID
彩色圖片的卷積過程
由於彩色圖片有3個通道,即3張表,所以filter需要分3次去分別觀察,每次觀察的結果直接相加作為最後的結果
過濾器的個數
有幾個過濾器,就會生成幾張表。eg:
對於[28, 28, 1]的圖片,如果有32個過濾器,就會卷積的結果就為[28, 28, 32],相當於圖片被「拉長」了
觀察結果大小的計算
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注意:如果計算結果出現小數,需要結合情況具體考慮,而不是說直接四捨五入
卷積的api
在卷積神經網路中,主要使用Relu函數作為激活函數
即在這里使用relu函數去掉了像素中小於0的值
神經網路中為什麼要使用激活函數
為什麼使用relu而不再使用sigmoid函數?
api
卷積就是進行特徵的提取,觀察更加仔細,然而,觀察仔細就意味著數據多,運算量增加,這就需要使用池化層以減少計算量
Pooling層主要的作用是特徵提取,通過去掉Feature Map中不重要的樣本,進一步減少參數數量。Pooling的方法很多,最常用的是Max Pooling。
池化層也有一個窗口大小(過濾器)
即:池化過程讓圖片變得更「窄」
即:卷積層使得圖片變長,池化層使得圖片變窄,所以經過卷積,圖片越來越「細長」
api
池化中SAME的計算方式與卷積過程中SAME的計算方式一樣。eg:
[None, 28, 28, 32]的數據,經過2x2,步長為2,padding為SAME的池化,變成了[None, 14, 14, 32]
分析:前面的卷積和池化相當於做特徵工程,後面的全連接相當於做特徵加權。最後的全連接層在整個卷積神經網路中起到「分類器」的作用。
所以神經網路也相當於是一個特徵選擇的方式
Ⅷ 什麼是全連接神經網路怎麼理解「全連接」
1、全連接神經網路解析:對n-1層和n層而言,n-1層的任意一個節點,都和第n層所有節點有連接。即第n層的每個節點在進行計算的時候,激活函數的輸入是n-1層所有節點的加權。
2、全連接的神經網路示意圖:
3、「全連接」是一種不錯的模式,但是網路很大的時候,訓練速度回很慢。部分連接就是認為的切斷某兩個節點直接的連接,這樣訓練時計算量大大減小。
Ⅸ 神經網路原理及應用
神經網路原理及應用
1. 什麼是神經網路?
神經網路是一種模擬動物神經網路行為特徵,進行分布式並行信息處理的演算法。這種網路依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。
人類的神經網路
2. 神經網路基礎知識
構成:大量簡單的基礎元件——神經元相互連接
工作原理:模擬生物的神經處理信息的方式
功能:進行信息的並行處理和非線性轉化
特點:比較輕松地實現非線性映射過程,具有大規模的計算能力
神經網路的本質:
神經網路的本質就是利用計算機語言模擬人類大腦做決定的過程。
3. 生物神經元結構
4. 神經元結構模型
xj為輸入信號,θi為閾值,wij表示與神經元連接的權值,yi表示輸出值
判斷xjwij是否大於閾值θi
5. 什麼是閾值?
臨界值。
神經網路是模仿大腦的神經元,當外界刺激達到一定的閾值時,神經元才會受刺激,影響下一個神經元。
6. 幾種代表性的網路模型
單層前向神經網路——線性網路
階躍網路
多層前向神經網路(反推學習規則即BP神經網路)
Elman網路、Hopfield網路、雙向聯想記憶網路、自組織競爭網路等等
7. 神經網路能幹什麼?
運用這些網路模型可實現函數逼近、數據聚類、模式分類、優化計算等功能。因此,神經網路廣泛應用於人工智慧、自動控制、機器人、統計學等領域的信息處理中。雖然神經網路的應用很廣,但是在具體的使用過程中到底應當選擇哪種網路結構比較合適是值得考慮的。這就需要我們對各種神經網路結構有一個較全面的認識。
8. 神經網路應用