㈠ 卷积神经网络算法是什么
一维构筑、二维构筑、全卷积构筑。
卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)是一类包含卷积计算且具有深度结构的前馈神经网络(Feedforward Neural Networks),是深度学习(deep learning)的代表算法之一。
卷积神经网络具有表征学习(representation learning)能力,能够按其阶层结构对输入信息进行平移不变分类(shift-invariant classification),因此也被称为“平移不变人工神经网络(Shift-Invariant Artificial Neural Networks, SIANN)”。

卷积神经网络的连接性:
卷积神经网络中卷积层间的连接被称为稀疏连接(sparse connection),即相比于前馈神经网络中的全连接,卷积层中的神经元仅与其相邻层的部分,而非全部神经元相连。具体地,卷积神经网络第l层特征图中的任意一个像素(神经元)都仅是l-1层中卷积核所定义的感受野内的像素的线性组合。
卷积神经网络的稀疏连接具有正则化的效果,提高了网络结构的稳定性和泛化能力,避免过度拟合,同时,稀疏连接减少了权重参数的总量,有利于神经网络的快速学习,和在计算时减少内存开销。
卷积神经网络中特征图同一通道内的所有像素共享一组卷积核权重系数,该性质被称为权重共享(weight sharing)。权重共享将卷积神经网络和其它包含局部连接结构的神经网络相区分,后者虽然使用了稀疏连接,但不同连接的权重是不同的。权重共享和稀疏连接一样,减少了卷积神经网络的参数总量,并具有正则化的效果。
在全连接网络视角下,卷积神经网络的稀疏连接和权重共享可以被视为两个无限强的先验(pirior),即一个隐含层神经元在其感受野之外的所有权重系数恒为0(但感受野可以在空间移动);且在一个通道内,所有神经元的权重系数相同。
㈡ 人工智能CNN卷积神经网络如何共享权值
首先权值共享就是滤波器共享,滤波器的参数是固定的,即是用相同的滤波器去扫一遍图像,提取一次特征特征,得到feature map。在卷积网络中,学好了一个滤波器,就相当于掌握了一种特征,这个滤波器在图像中滑动,进行特征提取,然后所有进行这样操作的区域都会被采集到这种特征,就好比上面的水平线。
㈢ 如何理解人工智能神经网络中的权值共享问题
权值(权重)共享这个词是由LeNet5模型提出来的。以CNN为例,在对一张图偏进行卷积的过程中,使用的是同一个卷积核的参数。比如一个3×3×1的卷积核,这个卷积核内9个的参数被整张图共享,而不会因为图像内位置的不同而改变卷积核内的权系数。说的再直白一些,就是用一个卷积核不改变其内权系数的情况下卷积处理整张图片(当然CNN中每一层不会只有一个卷积核的,这样说只是为了方便解释而已)。
㈣ 神经网络算法是什么
Introction
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神经网络是新技术领域中的一个时尚词汇。很多人听过这个词,但很少人真正明白它是什么。本文的目的是介绍所有关于神经网络的基本包括它的功能、一般结构、相关术语、类型及其应用。
“神经网络”这个词实际是来自于生物学,而我们所指的神经网络正确的名称应该是“人工神经网络(ANNs)”。在本文,我会同时使用这两个互换的术语。
一个真正的神经网络是由数个至数十亿个被称为神经元的细胞(组成我们大脑的微小细胞)所组成,它们以不同方式连接而型成网络。人工神经网络就是尝试模拟这种生物学上的体系结构及其操作。在这里有一个难题:我们对生物学上的神经网络知道的不多!因此,不同类型之间的神经网络体系结构有很大的不同,我们所知道的只是神经元基本的结构。
The neuron
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虽然已经确认在我们的大脑中有大约50至500种不同的神经元,但它们大部份都是基于基本神经元的特别细胞。基本神经元包含有synapses、soma、axon及dendrites。Synapses负责神经元之间的连接,它们不是直接物理上连接的,而是它们之间有一个很小的空隙允许电子讯号从一个神经元跳到另一个神经元。然后这些电子讯号会交给soma处理及以其内部电子讯号将处理结果传递给axon。而axon会将这些讯号分发给dendrites。最后,dendrites带着这些讯号再交给其它的synapses,再继续下一个循环。
如同生物学上的基本神经元,人工的神经网络也有基本的神经元。每个神经元有特定数量的输入,也会为每个神经元设定权重(weight)。权重是对所输入的资料的重要性的一个指标。然后,神经元会计算出权重合计值(net value),而权重合计值就是将所有输入乘以它们的权重的合计。每个神经元都有它们各自的临界值(threshold),而当权重合计值大于临界值时,神经元会输出1。相反,则输出0。最后,输出会被传送给与该神经元连接的其它神经元继续剩余的计算。
Learning
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正如上述所写,问题的核心是权重及临界值是该如何设定的呢?世界上有很多不同的训练方式,就如网络类型一样多。但有些比较出名的包括back-propagation, delta rule及Kohonen训练模式。
由于结构体系的不同,训练的规则也不相同,但大部份的规则可以被分为二大类别 - 监管的及非监管的。监管方式的训练规则需要“教师”告诉他们特定的输入应该作出怎样的输出。然后训练规则会调整所有需要的权重值(这是网络中是非常复杂的),而整个过程会重头开始直至数据可以被网络正确的分析出来。监管方式的训练模式包括有back-propagation及delta rule。非监管方式的规则无需教师,因为他们所产生的输出会被进一步评估。
Architecture
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在神经网络中,遵守明确的规则一词是最“模糊不清”的。因为有太多不同种类的网络,由简单的布尔网络(Perceptrons),至复杂的自我调整网络(Kohonen),至热动态性网络模型(Boltzmann machines)!而这些,都遵守一个网络体系结构的标准。
一个网络包括有多个神经元“层”,输入层、隐蔽层及输出层。输入层负责接收输入及分发到隐蔽层(因为用户看不见这些层,所以见做隐蔽层)。这些隐蔽层负责所需的计算及输出结果给输出层,而用户则可以看到最终结果。现在,为免混淆,不会在这里更深入的探讨体系结构这一话题。对于不同神经网络的更多详细资料可以看Generation5 essays
尽管我们讨论过神经元、训练及体系结构,但我们还不清楚神经网络实际做些什么。
The Function of ANNs
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神经网络被设计为与图案一起工作 - 它们可以被分为分类式或联想式。分类式网络可以接受一组数,然后将其分类。例如ONR程序接受一个数字的影象而输出这个数字。或者PPDA32程序接受一个坐标而将它分类成A类或B类(类别是由所提供的训练决定的)。更多实际用途可以看Applications in the Military中的军事雷达,该雷达可以分别出车辆或树。
联想模式接受一组数而输出另一组。例如HIR程序接受一个‘脏’图像而输出一个它所学过而最接近的一个图像。联想模式更可应用于复杂的应用程序,如签名、面部、指纹识别等。
The Ups and Downs of Neural Networks
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神经网络在这个领域中有很多优点,使得它越来越流行。它在类型分类/识别方面非常出色。神经网络可以处理例外及不正常的输入数据,这对于很多系统都很重要(例如雷达及声波定位系统)。很多神经网络都是模仿生物神经网络的,即是他们仿照大脑的运作方式工作。神经网络也得助于神经系统科学的发展,使它可以像人类一样准确地辨别物件而有电脑的速度!前途是光明的,但现在...
是的,神经网络也有些不好的地方。这通常都是因为缺乏足够强大的硬件。神经网络的力量源自于以并行方式处理资讯,即是同时处理多项数据。因此,要一个串行的机器模拟并行处理是非常耗时的。
神经网络的另一个问题是对某一个问题构建网络所定义的条件不足 - 有太多因素需要考虑:训练的算法、体系结构、每层的神经元个数、有多少层、数据的表现等,还有其它更多因素。因此,随着时间越来越重要,大部份公司不可能负担重复的开发神经网络去有效地解决问题。
NN 神经网络,Neural Network
ANNs 人工神经网络,Artificial Neural Networks
neurons 神经元
synapses 神经键
self-organizing networks 自我调整网络
networks modelling thermodynamic properties 热动态性网络模型
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网格算法我没听说过
好像只有网格计算这个词
网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的,专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”,其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”,而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”, 所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势,一个是数据处理能力超强;另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。简单地讲,网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机,实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。
㈤ 如何理解卷积神经网络中的权值共享
所谓的权值共享就是说,给一张输入图片,用一个filter去扫这张图,filter里面的数就叫权重,这张图每个位置是被同样的filter扫的,所以权重是一样的,也就是共享。 这么说可能还不太明白,如果你能理解什么叫全连接神经网络的话,那么从一个尽量减少参数个数的角度去理解就可以了。 对于一张输入图片,大小为W*H,如果使用全连接网络,生成一张X*Y的feature map,需要W*H*X*Y个参数,如果原图长宽是10^2级别的,而且XY大小和WH差不多的话,那么这样一层网络需要的参数个数是10^8~10^12级别。 这么多参数肯定是不行的,那么我们就想办法减少参数的个数对于输出层feature map上的每一个像素,他与原图片的每一个像素都有连接,每一个链接都需要一个参数。但注意到图像一般都是局部相关的,那么如果输出层的每一个像素只和输入层图片的一个局部相连,那么需要参数的个数就会大大减少。假设输出层每个像素只与输入图片上F*F的一个小方块有连接,也就是说输出层的这个像素值,只是通过原图的这个F*F的小方形中的像素值计算而来,那么对于输出层的每个像素,需要的参数个数就从原来的W*H减小到了F*F。如果对于原图片的每一个F*F的方框都需要计算这样一个输出值,那么需要的参数只是W*H*F*F,如果原图长宽是10^2级别,而F在10以内的话,那么需要的参数的个数只有10^5~10^6级别,相比于原来的10^8~10^12小了很多很多。
㈥ 神经网络权值怎么确定
神经网络的权值是通过对网络的训练得到的。如果使用MATLAB的话不要自己设定,newff之后会自动赋值。也可以手动:net.IW{}= ; net.bias{}=。一般来说输入归一化,那么w和b取0-1的随机数就行。神经网络的权值确定的目的是为了让神经网络在训练过程中学习到有用的信息,这意味着参数梯度不应该为0。
参数初始化要满足两个必要条件:
1、各个激活层不会出现饱和现象,比如对于sigmoid激活函数,初始化值不能太大或太小,导致陷入其饱和区。
2、各个激活值不为0,如果激活层输出为零,也就是下一层卷积层的输入为零,所以这个卷积层对权值求偏导为零,从而导致梯度为0。

(6)哪个神经网络不会权重共享扩展阅读:
神经网络和权值的关系。
在训练智能体执行任务时,会选择一个典型的神经网络框架,并相信它有潜力为这个任务编码特定的策略。注意这里只是有潜力,还要学习权重参数,才能将这种潜力变化为能力。
受到自然界早成行为及先天能力的启发,在这项工作中,研究者构建了一个能自然执行给定任务的神经网络。也就是说,找到一个先天的神经网络架构,然后只需要随机初始化的权值就能执行任务。研究者表示,这种不用学习参数的神经网络架构在强化学习与监督学习都有很好的表现。
其实如果想象神经网络架构提供的就是一个圈,那么常规学习权值就是找到一个最优点(或最优参数解)。但是对于不用学习权重的神经网络,它就相当于引入了一个非常强的归纳偏置,以至于,整个架构偏置到能直接解决某个问题。
但是对于不用学习权重的神经网络,它相当于不停地特化架构,或者说降低模型方差。这样,当架构越来越小而只包含最优解时,随机化的权值也就能解决实际问题了。如研究者那样从小架构到大架构搜索也是可行的,只要架构能正好将最优解包围住就行了。
㈦ 有哪些深度神经网络模型
目前经常使用的深度神经网络模型主要有卷积神经网络(CNN) 、递归神经网络(RNN)、深信度网络(DBN) 、深度自动编码器(AutoEncoder) 和生成对抗网络(GAN) 等。
递归神经网络实际.上包含了两种神经网络。一种是循环神经网络(Recurrent NeuralNetwork) ;另一种是结构递归神经网络(Recursive Neural Network),它使用相似的网络结构递归形成更加复杂的深度网络。RNN它们都可以处理有序列的问题,比如时间序列等且RNN有“记忆”能力,可以“模拟”数据间的依赖关系。卷积网络的精髓就是适合处理结构化数据。
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㈧ 研究人工神经网络的权值分布有什么意义
神经网络一般都是非常庞大的,每个边对应一个权值,如果权值不共享的话,数据量就更大了,但是为了提高效率,引入了权值共享,但是还不够,想再次提高效率和精确度,进行主成分分析,把一些重要的权重保留,不重要的舍弃,你这个权值分布就很有意义了,比如权重是5的权值在概率上占到了百分之95,或者说主成分分析的结果前2类权重就占据了百分之80,那么剩下的权值就可以省略,当然这都是理论上的
㈨ 卷积神经网络权值共享怎么体现的
- 用局部连接而不是全连接,同时权值共享。
局部连接的概念参考局部感受域,即某个视神经元仅考虑某一个小区域的视觉输入,因此相比普通神经网络的全连接层(下一层的某一个神经元需要与前一层的所有节点连接),卷积网络的某一个卷积层的所有节点只负责前层输入的某一个区域(比如某个3*3的方块)。这样一来需要训练的权值数相比全连接而言会大大减少,进而减小对样本空间大小的需求。
权值共享的概念就是,某一隐藏层的所有神经元共用一组权值。
这两个概念对应卷积层的话,恰好就是某个固定的卷积核。卷积核在图像上滑动时每处在一个位置分别对应一个“局部连接”的神经元,同时因为“权值共享”的缘故,这些神经元的参数一致,正好对应同一个卷积核。
顺便补充下,不同卷积核对应不同的特征,比如不同方向的边(edge)就会分别对应不同的卷积核。
- 激活函数f(x)用ReLU的话避免了x过大梯度趋于0(比如用sigmoid)而影响训练的权值的情况(即GradientVanishing)。同时结果会更稀疏一些。
- 池化之后(例如保留邻域内最大或~~平均以舍弃一些信息)一定程度也压制了过拟合的情况。
综述
总体来说就是重复卷积-relu来提取特征,进行池化之后再作更深层的特征提取,实质上深层卷积网络的主要作用在于特征提取。最后一层直接用softmax来分类(获得一个介于0~1的值表达输入属于这一类别的概率)。
㈩ 哪些神经网络结构会发生权重共享
说的确定应该就是训练方法吧,神经网络的权值不是人工给定的。而是用训练集(包括输入和输出)训练,用训练集训练一遍称为一个epoch,一般要许多epoch才行,目的是使得目标与训练结果的误差(一般采用均方误差)小到一个给定的阈值。以上所说是有监督的学习方法,还有无监督的学习方法。
