机器学习之人工神经网络(ANN)

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人工神经网络(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世纪80 年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象, 建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。

神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元neuron)之间相互联接构成。

每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)

每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重(weight),这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。

(以上内容来自于百度百科)

 

神经网络是模拟人的大脑的工作机制的。人大脑的神经元上有许许多多突触,人学习的过程就是不断形成和激活突触,形成连接。那么人工神经网络的生成就是构造大量的神经元,然后建立各个神经元之间的连接。

如上图所示,该神经元接收到n个来自其他神经元传递过来的输入信号X,这些输入信号通过带权重w的连接(connection)进行传递。神经元将接收的信号加以权重后进行求和运算。其结果与神经元设定的阈值(threshold)θj进行比较,然后通过激励函数处理后产生神经元的输出。

神经网络则是由多个神经元按一定的的层次组成。(如下图所示,一个个圆圈表示的是神经元)

神经网络针对不同的事物,可以有多层构成。

前馈神经网络(feedforward nerual networks):在此种神经网络中,各神经元从输入层开始,接收前一级输入,并输出到下一级,直至输出层。整个网络中无反馈,可用一个有向无环图表示。主要分为单层前kui馈神经网络和多层馈神经网络。

其特点为:

 1,每层神经元与下一层全连接。

  2,同层不连接。

  3,不存在跨层连接。

单层前馈神经网络主要是感知机(preceptron)。感知机有两层神经元构成,即输入层和输出层(也成为阈值逻辑单元(threshold logic unit))。

 

多层前馈神经网络的输入层和输出层之间有若干个隐藏层。输入层接收输入,但并不进行处理。隐藏层和输出层对信号进行处理和加工。

神经网络学习的过程就是通过不断训练数据,来调整权重和阈值。

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