人工神经网络是1943年,心理学家W.S.McCulloch和数理逻辑学家W.Pitts提出来。
他们通过MP模型提出了神经元的形式化数学描述和网络结构方法,证明了单个神经元能执行逻辑功能,从而开创了人工神经网络研究的时代。1949年,心理学家提出了突触联系强度可变的设想。
60年代,人工神经网络得到了进一步发展,更完善的神经网络模型被提出,其中包括感知器和自适应线性元件等。
M.Minsky等仔细分析了以感知器为代表的神经网络系统的功能及局限后,于1969年出版了《Perceptron》一书,指出感知器不能解决高阶谓词问题。
扩展资料人工神经网络的特点和优越性,主要表现在三个方面:第一,具有自学习功能。
例如实现图像识别时,只在先把许多不同的图像样板和对应的应识别的结果输入人工神经网络,网络就会通过自学习功能,慢慢学会识别类似的图像。自学习功能对于预测有特别重要的意义。
预期未来的人工神经网络计算机将为人类提供经济预测、市场预测、效益预测,其应用前途是很远大的。第二,具有联想存储功能。用人工神经网络的反馈网络就可以实现这种联想。第三,具有高速寻找优化解的能力。
寻找一个复杂问题的优化解,往往需要很大的计算量,利用一个针对某问题而设计的反馈型人工神经网络,发挥计算机的高速运算能力,可能很快找到优化解。
谷歌人工智能写作项目:小发猫
神经网络算法是由多个神经元组成的算法网络A8U神经网络。
逻辑性的思维是指根据逻辑规则进行推理的过程;它先将信息化成概念,并用符号表示,然后,根据符号运算按串行模式进行逻辑推理;这一过程可以写成串行的指令,让计算机执行。
然而,直观性的思维是将分布式存储的信息综合起来,结果是忽然间产生的想法或解决问题的办法。这种思维方式的根本之点在于以下两点:1、信息是通过神经元上的兴奋模式分布储在网络上。
2、信息处理是通过神经元之间同时相互作用的动态过程来完成的。思维学普遍认为,人类大脑的思维分为抽象(逻辑)思维、形象(直观)思维和灵感(顿悟)思维三种基本方式。
一个遗传算法(GA)搜索技术用于计算找到精确或近似优化和搜索问题的解决方案。神经网络是非线性统计数据建模工具。可以用来建模输入和输出之间复杂的关系,或者为数据中的查找模式。
当有一个条目的数量在不同的类中,神经网络可以"学习"分类项还没有"看见"之前。比如,人脸识别,语音识别。遗传算法可以执行定向搜索解决方案的空间。比如:查找两点之间的最短路径。
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Introduction--------------------------------------------------------------------------------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。
Theneuron--------------------------------------------------------------------------------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(netvalue),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--------------------------------------------------------------------------------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,deltarule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deltarule。
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--------------------------------------------------------------------------------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(Boltzmannmachines)!
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Generation5essays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。
TheFunctionofANNs--------------------------------------------------------------------------------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ApplicationsintheMilitary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。
TheUpsandDownsofNeuralNetworks--------------------------------------------------------------------------------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,NeuralNetworkANNs人工神经网络,ArtificialNeuralNetworksneurons神经元synapses神经键self-organizingnetworks自我调整网络networksmodellingthermodynamicproperties热动态性网络模型++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++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。
若果对你有帮助,请点赞。神经网络的结构(例如2输入3隐节点1输出)建好后,一般就要求神经网络里的权值和阈值。
现在一般求解权值和阈值,都是采用梯度下降之类的搜索算法(梯度下降法、牛顿法、列文伯格-马跨特法、狗腿法等等),这些算法会先初始化一个解,在这个解的基础上,确定一个搜索方向和一个移动步长(各种法算确定方向和步长的方法不同,也就使各种算法适用于解决不同的问题),使初始解根据这个方向和步长移动后,能使目标函数的输出(在神经网络中就是预测误差)下降。
然后将它更新为新的解,再继续寻找下一步的移动方向的步长,这样不断的迭代下去,目标函数(神经网络中的预测误差)也不断下降,最终就能找到一个解,使得目标函数(预测误差)比较小。
而在寻解过程中,步长太大,就会搜索得不仔细,可能跨过了优秀的解,而步长太小,又会使寻解过程进行得太慢。因此,步长设置适当非常重要。
学习率对原步长(在梯度下降法中就是梯度的长度)作调整,如果学习率lr=0.1,那么梯度下降法中每次调整的步长就是0.1*梯度,而在matlab神经网络工具箱里的lr,代表的是初始学习率。
因为matlab工具箱为了在寻解不同阶段更智能的选择合适的步长,使用的是可变学习率,它会根据上一次解的调整对目标函数带来的效果来对学习率作调整,再根据学习率决定步长。
机制如下:ifnewE2/E2>maxE_inc%若果误差上升大于阈值lr=lr*lr_dec;%则降低学习率elseifnewE2
祝学习愉快。
上次的人脸识别仿真,我们用的是PCA和SVM方法进行人脸识别,该方法仍属于机器学习领域,未涉及神经网络的知识。这次使用的方法是基于PCA和BP神经网络对人脸识别。
其中,PCA的功能和上次一致,是用来对20张图片进行降维处理,最终产生8个主成分作为BP神经网络的输入;神经网络的输出层采用4个神经元,用来区分两个不同的人脸;本例的BP神经网络采用8-10-4的三层结构,输入层神经元数量选取8个,隐含层神经元数量选取10个,输出层神经元数量选取4个。
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)生物原型研究。
从生理学、心理学、解剖学、脑科学、病理学等生物科学方面研究神经细胞、神经网络、神经系统的生物原型结构及其功能机理。(2)建立理论模型。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。
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神经网络的类型有很多种,把你要学习的主要神经网络的结构先学习下,然后最好能结合纯代码编写的神经网络,一开始最好不要用工具箱来实现,那样你看不到内部是怎么实现的,只有结合概念和纯粹一步步实现的代码来学习,才能够更好的理解,一种神经网络掌握了,其他的都是类似的,学习起来就简单了!