DNN,CNN和RNN优缺点/区别

DNN,CNN和RNN优缺点/区别

1. 感知机
   包含有输入层、输出层和一个隐藏层。输入的特征向量通过隐藏层变换到达输出层，由输出层得到分类结果。
   问题：它对稍微复杂一些的函数都无能为力

2. 多层感知机
   使用sigmoid或tanh等连续函数模拟神经元对激励的响应，在训练算法上则使用Werbos发明的反向传播BP算法。这就是现在所说的神经网络NN。
   问题：
   其一，随着神经网络层数的加深，优化函数越来越容易陷入局部最优解，并且这个“陷阱”越来越偏离真正的全局最优。利用有限数据训练的深层网络，性能还不如较浅层网络。
   其二，随着网络层数增加，“梯度消失”现象更加严重。（具体来说，我们常常使用sigmoid作为神经元的输入输出函数。对于幅度为1的信号，在BP反向传播梯度时，每传递一层，梯度衰减为原来的0.25。层数一多，梯度指数衰减后低层基本上接受不到有效的训练信号。）

3. DNN形成
   为了克服梯度消失，ReLU、maxout等传输函数代替了sigmoid，形成了如今DNN的基本形式。
   问题：全连接DNN（见下图）的结构里下层神经元和所有上层神经元都能够形成连接，从而导致参数数量膨胀。
   

4. CNN
   共享卷积核，对高维数据处理无压力。图像通过卷积操作后仍然保留原先的位置关系。

5. RNN
   DNN无法对时间序列上有变化的情况进行处理。然而，样本出现的时间顺序对于自然语言处理、语音识别、手写体识别等应用非常重要。因此出现了——循环神经网络RNN。
   在普通的全连接网络或CNN中，每层神经元的信号只能向上一层传播，样本的处理在各个时刻独立，因此又被成为前向神经网络(Feed-forward Neural Networks)。而在RNN中，神经元的输出可以在下一个时间段直接作用到自身，即第i层神经元在m时刻的输入，除了(i-1)层神经元在该时刻的输出外，还包括其自身在(m-1)时刻的输出！（如下图）
   
   （t+1）时刻网络的最终结果O（t+1）是该时刻输入和所有历史共同作用的结果！
   但是出现了一个问题——“梯度消失”现象又要出现了，只不过这次发生在时间轴上。
   所以RNN存在无法解决长时依赖的问题。为解决上述问题，提出了LSTM（长短时记忆单元），通过cell门开关实现时间上的记忆功能，并防止梯度消失.