08-人工神经网络简述
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人工神经网络1.简介人工神经网络(ANN)技术是一种信息处理范式,灵感来自于生物神经系统的方式,如大脑、处理信息。
这拍拉的DIGM关键的元素是一款新颖的结构的信息处理系统。
它是由大量的高度互连处理单元(神经元都)工作在和谐中要解决的具体问题。
像人一样,学习结合起来,通过实例说明。
一个人工神经网络被配置为某一特定的应用,如模式识别或数据分类,通过一个学习的过程。
学习在生物体系需要调整突触连接之间的神经元都存在。
结合起来,这是有据可查的。
在更多的实际统计数据的模糊神经网络的非线性建模工具。
它们能被用于模型复杂的输入-输出关系或发现模式在数据。
本文将简要介绍有关知识安和打好基础,为进一步研究。
2.人工神经网络的特点神经网络模型,拥有的卓越的能力也衍生意义是从复杂的或不精确数据,可被用于提取模式和趋势发现太过于复杂以致难以被任何人类或其它计算机技术注意到。
一个受过训练的神经网络可以被认为是一个“专家”在信息范畴内,才能来来作分析。
这位专家就可以被用来提供给测感和给定新的有兴趣环境,然后提问“假如如此”的问题。
神经网络的其他优点包括:自适应学习能力:学习如何做任务的基础上,给出了初始数据训练或经验。
自组织:一个人工神经网络可以创造自己的组织或表示它收到的信息时的学习时间。
实时操作:安计算可以对并联,和特殊的硬件设备被设计和制造,充分利用这一能力。
通过冗余信息容错编码:局部破坏网络导致相应的降解性能。
然而,一些网络能力甚至可以保留与主要网络伤害。
3.一个简单的神经元和复杂的神经元一个简单神经元一种人工神经元是一种装置与许多输入和一个输出,如图。
3-26。
神经元的有两种模式的操作:培养模式和使用模式。
在训练模式中,神经元可以训练的射击(或没有),为特定的输入方式。
在使用模式,当一个教输入模式检测到输入、输出成为其关联的输出电流。
如果输入模式不属于这教的名单输入方式、烧成规则是用来确定是否发生火灾或不是。
射击规则是在神经网络的一个重要概念。
⼈⼯神经⽹络是什么⽬录⼀、⼈⼯神经⽹络⼈⼯智能的主流研究⽅法是连接主义,通过⼈⼯构建神经⽹络的⽅式模拟⼈类智能。
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。
⼈⼯神经⽹络借鉴了⽣物神经⽹络的思想,是超级简化版的⽣物神经⽹络。
以⼯程技术⼿段模拟⼈脑神经系统的结构和功能,通过⼤量的⾮线性并⾏处理器模拟⼈脑中众多的神经元,⽤处理器复杂的连接关系模拟⼈脑中众多神经元之间的突触⾏为。
⼆、⽣物神经⽹络⼈脑由⼤约千亿个神经细胞及亿亿个神经突触组成,这些神经细胞及其突触共同构成了庞⼤的⽣物神经⽹络每个神经元伸出的突起分为树突和轴突。
树突分⽀⽐较多,每个分⽀还可以再分⽀,长度⼀般⽐较短,作⽤是接受信号。
轴突只有⼀个,长度⼀般⽐较长,作⽤是把从树突和细胞表⾯传⼊细胞体的神经信号传出到其他神经元。
⼤脑中的神经元接受神经树突的兴奋性突触后电位和抑制性突触后电位,产⽣出沿其轴突传递的神经元的动作电位。
⽣物神经⽹络⼤概有以下特点:1. 每个神经元都是⼀个多输⼊单输出的信息处理单元,神经元输⼊分兴奋性输⼊和抑制性输⼊两种类型2. 神经细胞通过突触与其他神经细胞进⾏连接与通信,突触所接收到的信号强度超过某个阈值时,神经细胞会进⼊激活状态,并通过突触向上层神经细胞发送激活细号3. 神经元具有空间整合特性和阈值特性,较⾼层次的神经元加⼯出了较低层次不具备的“新功能”4. 神经元输⼊与输出间有固定的时滞,主要取决于突触延搁外部事物属性⼀般以光波、声波、电波等⽅式作为输⼊,刺激⼈类的⽣物传感器。
三、硅基智能与碳基智能⼈类智能建⽴在有机物基础上的碳基智能,⽽⼈⼯智能建⽴在⽆机物基础上的硅基智能。
碳基智能与硅基智能的本质区别是架构,决定了数据的传输与处理是否能够同时进⾏。
人工神经网络理论简介人工神经网络是基于模仿生物大脑结构和功能而构成的一种信息处理系统。
由于人工神经网络具有复杂的动力学特性、并行处理机制、学习、联想和记忆等功能,以及它的高度自组织、自适应能力和灵活活性而受到自然科学领域学者和各行业应用专家的广泛重视[31]。
4.1 神经网络的特点神经网络实际上是由大量简单元件相互连接而成的复杂网络,具有高度的非线性,能够进行复杂的逻辑操作和非线性关系实现的系统。
神经网络吸取了生物神经网络的许多优点,因而有其固有的特点[32]:1、分布式存储信息。
其信息的存储分布在不同的位置,神经网络是用大量神经元的连接及对各连接权值的分布来表示特定的信息,从而使网络在局部网络受损或输入信号因各种原因发生部分畸变时,仍然能够保证网络的正确输出,提高网络的容错性和鲁棒性。
2、并行协同处理信息。
神经网络中的每个神经元都可根据接收到的信息进行独立的运算和处理,并输出结果,同一层中的各个神经元的输出结果可被同时计算出来,然后传输给下一层做进一步处理,这体现了神经网络并行运算的特点,这个特点使网络具有非常强的实时性。
虽然单个神经元的结构及其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为是极其丰富多彩的。
3、良好的容错性与联想记忆功能。
神经网络通过自身的网络结构能够实现对信息的记忆。
而所记忆的信息是存储在神经元之间的权值中。
从单个权值中看不出所存储的信息内容,因而是分布式的存储方式。
这使得网络具有良好的容错性,并能进行聚类分析、特征提取、缺损模式复原等模式信息处理工作;又宜于做模式分类、模式联想等模式识别工作。
4、对信息的处理具有自组织、自学习的特点,便于联想、综合和推广。
神经网络的神经元之间的连接强度用权值大小表示,这种权值可以通过对训练样本的学习不断变化,而且随着训练样本量的增加和反复学习,这些神经元之间的连接强度会不断增加,从而提高神经元对这些样本特征的反应灵敏度。
4.2 神经网络的结构与泛化能力4.2.1 神经元模型神经元是人工神经网络的基本处理单元,它一般是一个多输入单输出的非线性元件。
人工神经网络人工神经元网络简称神经网络,是基于日前人们对自然神经系统的认识而提出的一些神经系统的模型,一般是由一系列被称为神经元的具有某种简单计算功能的节点经过广泛连接构成的一定网络结构,而其网络连接的权值根据某种学习规则在外界输入的作用下不断调节,最后使网络具有某种期望的输出特性。
神经网络的这种可以根据输入样本学习的功能使得它非常适合于用来解决模式识别问题,这也是神经网络目前最成功的应用领域之一。
神经网络模式识别的基本方法是,首先用己知样本训练神经网络,使之对不同类别的己知样本给出所希望的不同输出,然后用该网络识别未知的样本,根据各样本所对应的网络输出情况来划分未知样本的类别。
1、样本获取这一步骤主要是为了得到一定数量的用于训练和识别的样本。
2、常规处理其作用相当于传统模式识别中的数据获取和常规处理两步的功能。
即通过对识别对象的有效观测、进行采样量化,获得一系列数据,再经过去除噪声、加强有用信息等工作获得尽量逼真的原始数据。
通过这一步骤,得到了样本的原始表达。
3、特征变换在原始样本表达的基础上,进行适当的变换,得到适合神经网络进行识别的样本的特征表达。
以上两步构成了神经网络模式识别中的预处理过程。
这一步骤与传统模式识别的特征提取选择的位置很相似,不同的是,神经网络可以对原始样本直接进行处理,因此这种变换在神经网络模式识别中不象传统模式识别的特征提取选择那样必不可少,神经网络对预处理的要求与传统模式识别对特征提取选择的要求也有所不同。
4、神经网络识别根据识别对象和研究问题的不同,选用不同的网络结构并采用适当的学习算法,用已知样本作为训练集对神经网络进行训练,使其网络连接的权值不断调整,直到网络的输出特性与期望的相符合。
训练过程结束以后,网络相当于一个固定的映射器,新的输入样木(测试样本)通过网络映射到不同的类别。
神经网络能够应用于模式识别,关键在于它具有一般数学模型所不具有的诸多优点。
1、分布存储和容错性一个信息不是存储在一个地方,而是按内容而分布在整个网络上,网络某一处不是只存储一个外部信息,而每个神经元存储多种信息的部分内容。
人工神经网络的原理和应用简介人工神经网络(Artificial Neural Network,简称ANN)是一种基于生物神经网络结构和功能的计算模型,它通过模拟神经元之间的相互连接和信息传递来实现智能化的任务处理。
本文将介绍人工神经网络的原理,包括神经元、权重及激活函数的概念,并探讨其在各领域中的应用。
人工神经网络的原理人工神经网络由神经元(Neuron)、权重(Weight)和激活函数(Activation Function)三个核心组件构成。
神经元神经元是人工神经网络的基本单元,它模拟生物神经元的结构和功能。
神经元接受输入信号,通过加权求和和激活函数的运算,产生输出信号。
一个神经网络通常包含多个神经元组成的输入层、隐藏层和输出层。
权重权重表示神经元之间连接的强度,它决定了输入信号对输出信号的影响程度。
在训练过程中,神经网络通过调整权重来逐步优化模型的性能。
权重调整的方法有很多,常见的方法包括梯度下降法、反向传播算法等。
激活函数激活函数对神经元输出信号进行非线性变换,帮助神经网络学习和处理更复杂的数据。
常用的激活函数有sigmoid函数、ReLU函数等,它们可以将输入信号映射到一定的范围内,保证输出结果在合理的区间内。
人工神经网络的应用人工神经网络在各个领域中都有广泛的应用。
图像识别人工神经网络在图像识别领域中发挥重要作用。
通过训练神经网络模型,可以实现图像分类、目标检测、人脸识别等任务。
著名的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,简称CNN)就是应用于图像识别领域的一种特殊类型的神经网络。
自然语言处理人工神经网络在自然语言处理领域也得到了广泛应用。
通过训练神经网络模型,可以实现文本分类、情感分析、机器翻译等任务。
循环神经网络(Recurrent Neural Network,简称RNN)和长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,简称LSTM)是应用于自然语言处理的常见神经网络模型。
人工神经网络知识概述人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANN)系统是20世纪40年代后出现的。
它是由众多的神经元可调的连接权值连接而成,具有大规模并行处理、分布式信息存储、良好的自组织自学习能力等特点。
BP(Back Propagation)算法又称为误差反向传播算法,是人工神经网络中的一种监督式的学习算法。
BP 神经网络算法在理论上可以逼近任意函数,基本的结构由非线性变化单元组成,具有很强的非线性映射能力。
而且网络的中间层数、各层的处理单元数及网络的学习系数等参数可根据具体情况设定,灵活性很大,在优化、信号处理与模式识别、智能控制、故障诊断等许多领域都有着广泛的应用前景。
人工神经元的研究起源于脑神经元学说。
19世纪末,在生物、生理学领域,Waldeger等人创建了神经元学说。
人们认识到复杂的神经系统是由数目繁多的神经元组合而成。
大脑皮层包括有100亿个以上的神经元,每立方毫米约有数万个,它们互相联结形成神经网络,通过感觉器官和神经接受来自身体内外的各种信息,传递至中枢神经系统内,经过对信息的分析和综合,再通过运动神经发出控制信息,以此来实现机体与内外环境的联系,协调全身的各种机能活动。
神经元也和其他类型的细胞一样,包括有细胞膜、细胞质和细胞核。
但是神经细胞的形态比较特殊,具有许多突起,因此又分为细胞体、轴突和树突三部分。
细胞体内有细胞核,突起的作用是传递信息。
树突是作为引入输入信号的突起,而轴突是作为输出端的突起,它只有一个。
树突是细胞体的延伸部分,它由细胞体发出后逐渐变细,全长各部位都可与其他神经元的轴突末梢相互联系,形成所谓“突触”。
在突触处两神经元并未连通,它只是发生信息传递功能的结合部,联系界面之间间隙约为(15~50)×10米。
突触可分为兴奋性与抑制性两种类型,它相应于神经元之间耦合的极性。
每个神经元的突触数目正常,最高可达10个。
各神经元之间的连接强度和极性有所不同,并且都可调整、基于这一特性,人脑具有存储信息的功能。
什么是人工神经网络人工神经网络是一种基于机器学习的人工智能技术,它可以让计算机学习如何识别与处理复杂的数据,比如图像、音频和视频。
本文将专注介绍人工神经网络,深入讨论它的构成、工作原理以及它如今所扮演的角色。
人工神经网络是一种仿照生物神经系统的架构和功能而开发的计算机技术。
它最初的概念可以追溯到1957年,由包括Frank Rosenblatt、Marvin Minsky和John McCarthy等在内的几位科学家在系统思想和计算机科学领域开发,它实际上是受到脑神经网络结构启发而发展出来的一种技术。
人工神经网络能够以一种类似于人类“思考”的方式从大量数据中获取结果,比如分析情感、视觉识别、语音识别等。
它可以通过学习过去的经验和观察,来推断当前和未来的情况。
人工神经网络的组成主要有神经元,连接和权重。
每个神经元都有输入、激活函数和输出。
神经元是网络中不同组件的基本部分,它们可以接受、处理和转发信号,以触发期望输出。
连接则用于把不同的神经元连接起来传输信息,这些连接可以赋予不同的权值,影响输入信号的最终输出。
最后,人工神经网络的工作原理,是通过迭代输入数据,调整权重使输出更接近期望结果,并且能够通过反馈机制自我调整参数和权重,以达到期望的训练结果。
人工神经网络如今已经被许多公司和组织使用,用于处理各种任务,包括复杂的图像识别、语音识别、语言建模、自动驾驶以及计算机视觉等。
它们已经成为机器学习和自然计算中最流行的方法之一,并广泛应用于商业、政府以及军事等众多领域。
比如,人工神经网络用于语音识别,top07机器人使用神经网络解析语音,帮助用户进行语音识别;或者用于机器视觉,Google等公司使用深度学习神经网络识别图像,可以对不同的图像进行分类,有效地提升图像浏览的用户体验。
总的来说,人工神经网络是一项设计用来处理繁杂任务的数据处理技术,可以重现生物神经系统架构和功能以及学习能力。
它是一种可以从大量数据中快速获取结果的技术,如今已经得到了普遍应用,被用于各种场景中。