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神经网络节点怎么设置

发布时间: 2022-11-16 23:21:19

A. BP神经网络怎么设置输入层节点数

matlab的? 输入层由你输入的特征决定的,送入特征matlab就自动确定输入层节点数了

B. 神经网络参数如何确定

神经网络各个网络参数设定原则:

①、网络节点  网络输入层神经元节点数就是系统的特征因子(自变量)个数,输出层神经元节点数就是系统目标个数。隐层节点选按经验选取,一般设为输入层节点数的75%。如果输入层有7个节点,输出层1个节点,那么隐含层可暂设为5个节点,即构成一个7-5-1 BP神经网络模型。在系统训练时,实际还要对不同的隐层节点数4、5、6个分别进行比较,最后确定出最合理的网络结构。

②、初始权值的确定  初始权值是不应完全相等的一组值。已经证明,即便确定  存在一组互不相等的使系统误差更小的权值,如果所设Wji的的初始值彼此相等,它们将在学习过程中始终保持相等。故而,在程序中,我们设计了一个随机发生器程序,产生一组一0.5~+0.5的随机数,作为网络的初始权值。

③、最小训练速率  在经典的BP算法中,训练速率是由经验确定,训练速率越大,权重变化越大,收敛越快;但训练速率过大,会引起系统的振荡,因此,训练速率在不导致振荡前提下,越大越好。因此,在DPS中,训练速率会自动调整,并尽可能取大一些的值,但用户可规定一个最小训练速率。该值一般取0.9。

④、动态参数  动态系数的选择也是经验性的,一般取0.6 ~0.8。

⑤、允许误差  一般取0.001~0.00001,当2次迭代结果的误差小于该值时,系统结束迭代计算,给出结果。

⑥、迭代次数  一般取1000次。由于神经网络计算并不能保证在各种参数配置下迭代结果收敛,当迭代结果不收敛时,允许最大的迭代次数。

⑦、Sigmoid参数 该参数调整神经元激励函数形式,一般取0.9~1.0之间。

⑧、数据转换。在DPS系统中,允许对输入层各个节点的数据进行转换,提供转换的方法有取对数、平方根转换和数据标准化转换。

(2)神经网络节点怎么设置扩展阅读:

神经网络的研究内容相当广泛,反映了多学科交叉技术领域的特点。主要的研究工作集中在以下几个方面:

1.生物原型

从生理学、心理学、解剖学、脑科学、病理学等方面研究神经细胞、神经网络、神经系统的生物原型结构及其功能机理。

2.建立模型

根据生物原型的研究,建立神经元、神经网络的理论模型。其中包括概念模型、知识模型、物理化学模型、数学模型等。

3.算法

在理论模型研究的基础上构作具体的神经网络模型,以实现计算机模拟或准备制作硬件,包括网络学习算法的研究。这方面的工作也称为技术模型研究。

神经网络用到的算法就是向量乘法,并且广泛采用符号函数及其各种逼近。并行、容错、可以硬件实现以及自我学习特性,是神经网络的几个基本优点,也是神经网络计算方法与传统方法的区别所在。

C. 如何合理确定神经网络数据挖掘中隐含层\隐含节点数

神经网络的输入量包含因变量集和目标集(因变量集),设置不同的隐层节点数会有不同的拟合误差,比较拟合误差去较小的那个对应的节点数,,,,别忘记神经网络本质上是一种映射关系,,,

D. 神经网络都需要设置节点数嘛

输入向量维数=输入层节点数输出向量维数=输出层节点数看来你是做三层网络,只有一个隐藏层。隐藏层节点数,传递函数选择都是开放课题。看你要解决什么问题。如果简单做demo,就自己尝试就可以了。

E. BP神经网络方法

人工神经网络是近几年来发展起来的新兴学科,它是一种大规模并行分布处理的非线性系统,适用解决难以用数学模型描述的系统,逼近任何非线性的特性,具有很强的自适应、自学习、联想记忆、高度容错和并行处理能力,使得神经网络理论的应用已经渗透到了各个领域。近年来,人工神经网络在水质分析和评价中的应用越来越广泛,并取得良好效果。在这些应用中,纵观应用于模式识别的神经网络,BP网络是最有效、最活跃的方法之一。

BP网络是多层前向网络的权值学习采用误差逆传播学习的一种算法(Error Back Propagation,简称BP)。在具体应用该网络时分为网络训练及网络工作两个阶段。在网络训练阶段,根据给定的训练模式,按照“模式的顺传播”→“误差逆传播”→“记忆训练”→“学习收敛”4个过程进行网络权值的训练。在网络的工作阶段,根据训练好的网络权值及给定的输入向量,按照“模式顺传播”方式求得与输入向量相对应的输出向量的解答(阎平凡,2000)。

BP算法是一种比较成熟的有指导的训练方法,是一个单向传播的多层前馈网络。它包含输入层、隐含层、输出层,如图4-4所示。

图4-4 地下水质量评价的BP神经网络模型

图4-4给出了4层地下水水质评价的BP神经网络模型。同层节点之间不连接。输入信号从输入层节点,依次传过各隐含层节点,然后传到输出层节点,如果在输出层得不到期望输出,则转入反向传播,将误差信号沿原来通路返回,通过学习来修改各层神经元的权值,使误差信号最小。每一层节点的输出只影响下一层节点的输入。每个节点都对应着一个作用函数(f)和阈值(a),BP网络的基本处理单元量为非线性输入-输出的关系,输入层节点阈值为0,且f(x)=x;而隐含层和输出层的作用函数为非线性的Sigmoid型(它是连续可微的)函数,其表达式为

f(x)=1/(1+e-x) (4-55)

设有L个学习样本(Xk,Ok)(k=1,2,…,l),其中Xk为输入,Ok为期望输出,Xk经网络传播后得到的实际输出为Yk,则Yk与要求的期望输出Ok之间的均方误差为

区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究

式中:M为输出层单元数;Yk,p为第k样本对第p特性分量的实际输出;Ok,p为第k样本对第p特性分量的期望输出。

样本的总误差为

区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究

由梯度下降法修改网络的权值,使得E取得最小值,学习样本对Wij的修正为

区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究

式中:η为学习速率,可取0到1间的数值。

所有学习样本对权值Wij的修正为

区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究

通常为增加学习过程的稳定性,用下式对Wij再进行修正:

区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究

式中:β为充量常量;Wij(t)为BP网络第t次迭代循环训练后的连接权值;Wij(t-1)为BP网络第t-1次迭代循环训练后的连接权值。

在BP网络学习的过程中,先调整输出层与隐含层之间的连接权值,然后调整中间隐含层间的连接权值,最后调整隐含层与输入层之间的连接权值。实现BP网络训练学习程序流程,如图4-5所示(倪深海等,2000)。

图4-5 BP神经网络模型程序框图

若将水质评价中的评价标准作为样本输入,评价级别作为网络输出,BP网络通过不断学习,归纳出评价标准与评价级别间复杂的内在对应关系,即可进行水质综合评价。

BP网络对地下水质量综合评价,其评价方法不需要过多的数理统计知识,也不需要对水质量监测数据进行复杂的预处理,操作简便易行,评价结果切合实际。由于人工神经网络方法具有高度民主的非线性函数映射功能,使得地下水水质评价结果较准确(袁曾任,1999)。

BP网络可以任意逼近任何连续函数,但是它主要存在如下缺点:①从数学上看,它可归结为一非线性的梯度优化问题,因此不可避免地存在局部极小问题;②学习算法的收敛速度慢,通常需要上千次或更多。

神经网络具有学习、联想和容错功能,是地下水水质评价工作方法的改进,如何在现行的神经网络中进一步吸取模糊和灰色理论的某些优点,建立更适合水质评价的神经网络模型,使该模型既具有方法的先进性又具有现实的可行性,将是我们今后研究和探讨的问题。

F. 神经网络的隐含层节点数怎么设置啊比如要设置18层隐含节点数!跪求,工作急用!

隐层一般是一层或两层,很少会采用三层以上,至少隐层的节点数确定,一般有以下几种方法:1、有经验的人员根据以往的经验凑试出节点个数。2、某些学术研究出固定的求节点方法,如2m+1个隐层节点,m为输入个数。3、修剪法。刚开始建立足够多的节点数,在训练过程中,根据节点数的相关程度,删除重复的节点。

G. matlab实现人工神经网络的时候如何设置输出层的节点

newff里面设置啊。

一个函数你想要拟合2种结果?奇了怪了!!!

H. 一文看懂四种基本的神经网络架构

原文链接:
http://blackblog.tech/2018/02/23/Eight-Neural-Network/

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刚刚入门神经网络,往往会对众多的神经网络架构感到困惑,神经网络看起来复杂多样,但是这么多架构无非也就是三类,前馈神经网络,循环网络,对称连接网络,本文将介绍四种常见的神经网络,分别是CNN,RNN,DBN,GAN。通过这四种基本的神经网络架构,我们来对神经网络进行一定的了解。

神经网络是机器学习中的一种模型,是一种模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。
一般来说,神经网络的架构可以分为三类:

前馈神经网络:
这是实际应用中最常见的神经网络类型。第一层是输入,最后一层是输出。如果有多个隐藏层,我们称之为“深度”神经网络。他们计算出一系列改变样本相似性的变换。各层神经元的活动是前一层活动的非线性函数。

循环网络:
循环网络在他们的连接图中定向了循环,这意味着你可以按照箭头回到你开始的地方。他们可以有复杂的动态,使其很难训练。他们更具有生物真实性。
循环网络的目的使用来处理序列数据。在传统的神经网络模型中,是从输入层到隐含层再到输出层,层与层之间是全连接的,每层之间的节点是无连接的。但是这种普通的神经网络对于很多问题却无能无力。例如,你要预测句子的下一个单词是什么,一般需要用到前面的单词,因为一个句子中前后单词并不是独立的。
循环神经网路,即一个序列当前的输出与前面的输出也有关。具体的表现形式为网络会对前面的信息进行记忆并应用于当前输出的计算中,即隐藏层之间的节点不再无连接而是有连接的,并且隐藏层的输入不仅包括输入层的输出还包括上一时刻隐藏层的输出。

对称连接网络:
对称连接网络有点像循环网络,但是单元之间的连接是对称的(它们在两个方向上权重相同)。比起循环网络,对称连接网络更容易分析。这个网络中有更多的限制,因为它们遵守能量函数定律。没有隐藏单元的对称连接网络被称为“Hopfield 网络”。有隐藏单元的对称连接的网络被称为玻尔兹曼机。

其实之前的帖子讲过一些关于感知机的内容,这里再复述一下。
首先还是这张图
这是一个M-P神经元

一个神经元有n个输入,每一个输入对应一个权值w,神经元内会对输入与权重做乘法后求和,求和的结果与偏置做差,最终将结果放入激活函数中,由激活函数给出最后的输出,输出往往是二进制的,0 状态代表抑制,1 状态代表激活。

可以把感知机看作是 n 维实例空间中的超平面决策面,对于超平面一侧的样本,感知器输出 1,对于另一侧的实例输出 0,这个决策超平面方程是 w⋅x=0。 那些可以被某一个超平面分割的正反样例集合称为线性可分(linearly separable)样例集合,它们就可以使用图中的感知机表示。
与、或、非问题都是线性可分的问题,使用一个有两输入的感知机能容易地表示,而异或并不是一个线性可分的问题,所以使用单层感知机是不行的,这时候就要使用多层感知机来解决疑惑问题了。

如果我们要训练一个感知机,应该怎么办呢?
我们会从随机的权值开始,反复地应用这个感知机到每个训练样例,只要它误分类样例就修改感知机的权值。重复这个过程,直到感知机正确分类所有的样例。每一步根据感知机训练法则来修改权值,也就是修改与输入 xi 对应的权 wi,法则如下:

这里 t 是当前训练样例的目标输出,o 是感知机的输出,η 是一个正的常数称为学习速率。学习速率的作用是缓和每一步调整权的程度,它通常被设为一个小的数值(例如 0.1),而且有时会使其随着权调整次数的增加而衰减。

多层感知机,或者说是多层神经网络无非就是在输入层与输出层之间加了多个隐藏层而已,后续的CNN,DBN等神经网络只不过是将重新设计了每一层的类型。感知机可以说是神经网络的基础,后续更为复杂的神经网络都离不开最简单的感知机的模型,

谈到机器学习,我们往往还会跟上一个词语,叫做模式识别,但是真实环境中的模式识别往往会出现各种问题。比如:
图像分割:真实场景中总是掺杂着其它物体。很难判断哪些部分属于同一个对象。对象的某些部分可以隐藏在其他对象的后面。
物体光照:像素的强度被光照强烈影响。
图像变形:物体可以以各种非仿射方式变形。例如,手写也可以有一个大的圆圈或只是一个尖头。
情景支持:物体所属类别通常由它们的使用方式来定义。例如,椅子是为了让人们坐在上面而设计的,因此它们具有各种各样的物理形状。
卷积神经网络与普通神经网络的区别在于,卷积神经网络包含了一个由卷积层和子采样层构成的特征抽取器。在卷积神经网络的卷积层中,一个神经元只与部分邻层神经元连接。在CNN的一个卷积层中,通常包含若干个特征平面(featureMap),每个特征平面由一些矩形排列的的神经元组成,同一特征平面的神经元共享权值,这里共享的权值就是卷积核。卷积核一般以随机小数矩阵的形式初始化,在网络的训练过程中卷积核将学习得到合理的权值。共享权值(卷积核)带来的直接好处是减少网络各层之间的连接,同时又降低了过拟合的风险。子采样也叫做池化(pooling),通常有均值子采样(mean pooling)和最大值子采样(max pooling)两种形式。子采样可以看作一种特殊的卷积过程。卷积和子采样大大简化了模型复杂度,减少了模型的参数。
卷积神经网络由三部分构成。第一部分是输入层。第二部分由n个卷积层和池化层的组合组成。第三部分由一个全连结的多层感知机分类器构成。
这里举AlexNet为例:

·输入:224×224大小的图片,3通道
·第一层卷积:11×11大小的卷积核96个,每个GPU上48个。
·第一层max-pooling:2×2的核。
·第二层卷积:5×5卷积核256个,每个GPU上128个。
·第二层max-pooling:2×2的核。
·第三层卷积:与上一层是全连接,3*3的卷积核384个。分到两个GPU上个192个。
·第四层卷积:3×3的卷积核384个,两个GPU各192个。该层与上一层连接没有经过pooling层。
·第五层卷积:3×3的卷积核256个,两个GPU上个128个。
·第五层max-pooling:2×2的核。
·第一层全连接:4096维,将第五层max-pooling的输出连接成为一个一维向量,作为该层的输入。
·第二层全连接:4096维
·Softmax层:输出为1000,输出的每一维都是图片属于该类别的概率。

卷积神经网络在模式识别领域有着重要应用,当然这里只是对卷积神经网络做了最简单的讲解,卷积神经网络中仍然有很多知识,比如局部感受野,权值共享,多卷积核等内容,后续有机会再进行讲解。

传统的神经网络对于很多问题难以处理,比如你要预测句子的下一个单词是什么,一般需要用到前面的单词,因为一个句子中前后单词并不是独立的。RNN之所以称为循环神经网路,即一个序列当前的输出与前面的输出也有关。具体的表现形式为网络会对前面的信息进行记忆并应用于当前输出的计算中,即隐藏层之间的节点不再无连接而是有连接的,并且隐藏层的输入不仅包括输入层的输出还包括上一时刻隐藏层的输出。理论上,RNN能够对任何长度的序列数据进行处理。
这是一个简单的RNN的结构,可以看到隐藏层自己是可以跟自己进行连接的。

那么RNN为什么隐藏层能够看到上一刻的隐藏层的输出呢,其实我们把这个网络展开来开就很清晰了。

从上面的公式我们可以看出,循环层和全连接层的区别就是循环层多了一个权重矩阵 W。
如果反复把式2带入到式1,我们将得到:

在讲DBN之前,我们需要对DBN的基本组成单位有一定的了解,那就是RBM,受限玻尔兹曼机。
首先什么是玻尔兹曼机?
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如图所示为一个玻尔兹曼机,其蓝色节点为隐层,白色节点为输入层。
玻尔兹曼机和递归神经网络相比,区别体现在以下几点:
1、递归神经网络本质是学习一个函数,因此有输入和输出层的概念,而玻尔兹曼机的用处在于学习一组数据的“内在表示”,因此其没有输出层的概念。
2、递归神经网络各节点链接为有向环,而玻尔兹曼机各节点连接成无向完全图。

而受限玻尔兹曼机是什么呢?
最简单的来说就是加入了限制,这个限制就是将完全图变成了二分图。即由一个显层和一个隐层构成,显层与隐层的神经元之间为双向全连接。

h表示隐藏层,v表示显层
在RBM中,任意两个相连的神经元之间有一个权值w表示其连接强度,每个神经元自身有一个偏置系数b(对显层神经元)和c(对隐层神经元)来表示其自身权重。
具体的公式推导在这里就不展示了

DBN是一个概率生成模型,与传统的判别模型的神经网络相对,生成模型是建立一个观察数据和标签之间的联合分布,对P(Observation|Label)和 P(Label|Observation)都做了评估,而判别模型仅仅而已评估了后者,也就是P(Label|Observation)。
DBN由多个限制玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machines)层组成,一个典型的神经网络类型如图所示。这些网络被“限制”为一个可视层和一个隐层,层间存在连接,但层内的单元间不存在连接。隐层单元被训练去捕捉在可视层表现出来的高阶数据的相关性。

生成对抗网络其实在之前的帖子中做过讲解,这里在说明一下。
生成对抗网络的目标在于生成,我们传统的网络结构往往都是判别模型,即判断一个样本的真实性。而生成模型能够根据所提供的样本生成类似的新样本,注意这些样本是由计算机学习而来的。
GAN一般由两个网络组成,生成模型网络,判别模型网络。
生成模型 G 捕捉样本数据的分布,用服从某一分布(均匀分布,高斯分布等)的噪声 z 生成一个类似真实训练数据的样本,追求效果是越像真实样本越好;判别模型 D 是一个二分类器,估计一个样本来自于训练数据(而非生成数据)的概率,如果样本来自于真实的训练数据,D 输出大概率,否则,D 输出小概率。
举个例子:生成网络 G 好比假币制造团伙,专门制造假币,判别网络 D 好比警察,专门检测使用的货币是真币还是假币,G 的目标是想方设法生成和真币一样的货币,使得 D 判别不出来,D 的目标是想方设法检测出来 G 生成的假币。
传统的判别网络:

生成对抗网络:

下面展示一个cDCGAN的例子(前面帖子中写过的)
生成网络

判别网络

最终结果,使用MNIST作为初始样本,通过学习后生成的数字,可以看到学习的效果还是不错的。

本文非常简单的介绍了四种神经网络的架构,CNN,RNN,DBN,GAN。当然也仅仅是简单的介绍,并没有深层次讲解其内涵。这四种神经网络的架构十分常见,应用也十分广泛。当然关于神经网络的知识,不可能几篇帖子就讲解完,这里知识讲解一些基础知识,帮助大家快速入(zhuang)门(bi)。后面的帖子将对深度自动编码器,Hopfield 网络长短期记忆网络(LSTM)进行讲解。