Ⅰ 前向神經是什麼類型的神經網路
神經網路有前饋神經網路和銷脊緩反饋神經網路,前向神經網路也就是前饋神經網路。
前饋型網路
各神經元接收前一層的輸入,並輸出給下一層,沒有反饋。節點分為兩類,即輸入節點和計算節點野頌,每一個計算節虧模點可有多個輸入,但只有一個輸出,通常前饋型網路可分為不同的層,第i層的輸入只與第i-1層的輸出相連,輸入與輸出節點與外界相連,而其他中間層則稱為隱層。
反饋型網路
所有節點都是計算節點,同時可接收輸入,並向外界輸出。
常見的前饋神經網路有BP網路,RBF網路等.
Ⅱ 神經網路簡述
機器學習中談論的神經網路是指「神經網路學習」,或者說,是機器學習和神經網路這兩個學科領域的交叉部分[1]。
在這里,神經網路更多的是指計算機科學家模擬人類大腦結構和智能行為,發明的一類演算法的統稱。
神經網路是眾多優秀仿生演算法中的一種,讀書時曾接觸過蟻群優化演算法,曾驚訝於其強大之處,但神經網路的強大,顯然蟻群優化還不能望其項背。
A、起源與第一次高潮。有人認為,神經網路的最早討論,源於現代計算機科學的先驅——阿蘭.圖靈在1948年的論文中描述的「B型組織機器」[2]。二十世紀50年代出現了以感知機、Adaling為代表的一系列成功,這是神經網路發展的第一個高潮[1]。
B、第一次低谷。1969年,馬文.明斯基出版《感知機》一書,書中論斷直接將神經網路打入冷宮,導致神經網路十多年的「冰河期」。值得一提的是,在這期間的1974年,哈佛大學Paul Webos發明BP演算法,但當時未受到應有的重視[1]。
C、第二次高潮。1983年,加州理工學院的物理學家John Hopfield利用神經網路,在旅行商問題上獲得當時最好結果,引起轟動;Rumelhart等人重新發明了BP演算法,BP演算法迅速走紅,掀起神經網路第二次高潮[1]。
D、第二次低谷。二十世紀90年代中期,統計學習理論和支持向量機興起,較之於這些演算法,神經網路的理論基礎不清晰等缺點更加凸顯,神經網路研究進入第二次低谷[1]。
E、深度學習的崛起。2010年前後,隨著計算能力的提升和大數據的涌現,以神經網路為基礎的「深度學習」崛起,科技巨頭公司谷歌、Facebook、網路投入巨資研發,神經網路迎來第三次高潮[1]。2016年3月9日至15日,Google人工智慧程序AlphaGo對陣韓國圍棋世界冠軍李世乭,以4:1大比分獲勝,比眾多專家預言早了十年。這次比賽,迅速在全世界經濟、科研、計算機產業各領域掀起人工智慧和深度學習的熱烈討論。
F、展望。從幾個方面討論一下。
1)、近期在Google AlphaGo掀起的熱潮中,民眾的熱情與期待最大,甚至有少許恐慌情緒;計算機產業和互聯網產業熱情也非常巨大,對未來充滿期待,各大巨頭公司對其投入大量資源;學術界的反應倒是比較冷靜的。學術界的冷靜,是因為神經網路和深度神經網路的理論基礎還沒有出現長足的進步,其缺點還沒有根本改善。這也從另一個角度說明了深度神經網路理論進步的空間很大。
2)、"當代神經網路是基於我們上世紀六十年代掌握的腦知識。"關於人類大腦的科學與知識正在爆炸式增長。[3]世界上很多學術團隊正在基於大腦機制新的認知建立新的模型[3]。我個人對此報樂觀態度,從以往的仿生演算法來看,經過億萬年進化的自然界對科技發展的促進從來沒有停止過。
3)、還說AlphaGo,它並不是理論和演算法的突破,而是基於已有演算法的工程精品。AlhphaGo的工作,為深度學習的應用提供了非常廣闊的想像空間。分布式技術提供了巨大而廉價的計算能力,巨量數據的積累提供了豐富的訓練樣本,深度學習開始騰飛,這才剛剛開始。
一直沿用至今的,是McChlloch和Pitts在1943年依據腦神經信號傳輸結構抽象出的簡單模型,所以也被稱作」M-P神經元模型「。
其中,
f函數像一般形如下圖的函數,既考慮階躍性,又考慮光滑可導性。
實際常用如下公式,因形如S,故被稱作sigmoid函數。
把很多個這樣的神經元按一定層次連接起來,就得到了神經網路。
兩層神經元組成,輸入層接收外界輸入信號,輸出層是M-P神經元(只有輸出層是)。
感知機的數學模型和單個M-P神經元的數學模型是一樣的,如因為輸入層只需接收輸入信號,不是M-P神經元。
感知機只有輸出層神經元是B-P神經元,學習能力非常有限。對於現行可分問題,可以證明學習過程一定會收斂。而對於非線性問題,感知機是無能為力的。
BP神經網路全稱叫作誤差逆傳播(Error Propagation)神經網路,一般是指基於誤差逆傳播演算法的多層前饋神經網路。這里為了不佔篇幅,BP神經網路將起篇另述。
BP演算法是迄今最為成功的神經網路學習演算法,也是最有代表性的神經網路學習演算法。BP演算法不僅用於多層前饋神經網路,還用於其他類型神經網路的訓練。
RBF網路全程徑向基函數(Radial Basis Function)網路,是一種單隱層前饋神經網路,其與BP網路最大的不同是採用徑向基函數作為隱層神經元激活函數。
卷積神經網路(Convolutional neural networks,簡稱CNNs)是一種深度學習的前饋神經網路,在大型圖片處理中取得巨大成功。卷積神經網路將起篇另述。
循環神經網路(Recurrent Neural Networks,RNNs)與傳統的FNNs不同,RNNs引入定向循環,能夠處理那些輸入之間前後關聯的問題。RNNs已經在眾多自然語言處理(Natural Language Processing, NLP)中取得了巨大成功以及廣泛應用[5]。RNNs將起篇另述。[5]
[1]、《機器學習》,周志華著
[2]、《模式識別(第二版)》,Richard O.Duda等著,李宏東等譯
[3]、《揭秘IARPA項目:解碼大腦演算法或將徹底改變機器學習》,Emily Singerz著,機器之心編譯出品
[4]、圖片來源於互聯網
[5]、 循環神經網路(RNN, Recurrent Neural Networks)介紹
Ⅲ 神經網路可以按什麼分類
1、按照網路拓樸結構分類網路的拓樸結構,即神經元之間的連接方式。按此劃分,可將神經網路結構分為兩大類:層次型結構和互聯型結構。層次型結構的神經網路將神經元按功能和順序的不同分肆含為輸出層、中間層(隱層)、輸出層。輸出層各神經元負責接收來自外界的輸入信息,並傳給中間嫌棚各隱層神經元;隱層是神經網路的內部信息處理層,負責信息變換。根據需要可設計為一層或多層;最後一個隱層將信息傳遞給輸出層神經元經進一步處理後向外界輸出信息處理結果。
而互連型網路結構中,任意兩個節點之間都可能存在連接路徑,因此可以根據網路中節點的連接程度將互連型網路細分為三種情況:全互連型、局部互連型和稀疏連接型
2、按照網路信息流向分類
從神經網路內部信息傳遞方向來看,可以分為裂者笑兩種類型:前饋型網路和反饋型網路。
單純前饋網路的結構與分層網路結構相同,前饋是因網路信息處理的方向是從輸入層到各隱層再到輸出層逐層進行而得名的.。前饋型網路中前一層的輸出是下一層的輸入,信息的處理具有逐層傳遞進行的方向性,一般不存在反饋環路。因此這類網路很容易串聯起來建立多層前饋網路。
反饋型網路的結構與單層全互連結構網路相同。在反饋型網路中的所有節點都具有信息處理功能,而且每個節點既可以從外界接受輸入,同時又可以向外界輸出。
Ⅳ 神經網路模型-27種神經網路模型們的簡介
【1】Perceptron(P) 感知機
【1】感知機
感知機是我們知道的最簡單和最古老的神經元模型,它接收一些輸入,然後把它們加總,通過激活函數並傳遞到輸出層。
【2】Feed Forward(FF)前饋神經網路
【2】前饋神經網路
前饋神經網路(FF),這也是一個很古老的方法——這種方法起源於50年代。它的工作原理通常遵循以下規則:
1.所有節點都完全連接
2.激活從輸入層流向輸出,無回環
3.輸入和輸出之間有一層(隱含層)
在大多數情況下,這種類型的網路使用反向傳播方法進行訓練。
【3】Radial Basis Network(RBF) RBF神經網路
【3】RBF神經網路
RBF 神經網路實際上是 激活函數是徑向基函數 而非邏輯函數的FF前饋神經網路(FF)。兩者之間有什麼區別呢?
邏輯函數--- 將某個任意值映射到[0 ,... 1]范圍內來,回答「是或否」問題。適用於分類決策系統,但不適用於連續變數。
相反, 徑向基函數--- 能顯示「我們距離目標有多遠」。 這完美適用於函數逼近和機器控制(例如作為PID控制器的替代)。
簡而言之,RBF神經網路其實就是, 具有不同激活函數和應用方向的前饋網路 。
【4】Deep Feed Forword(DFF)深度前饋神經網路
【4】DFF深度前饋神經網路
DFF深度前饋神經網路在90年代初期開啟了深度學習的潘多拉盒子。 這些依然是前饋神經網路,但有不止一個隱含層 。那麼,它到底有什麼特殊性?
在訓練傳統的前饋神經網路時,我們只向上一層傳遞了少量的誤差信息。由於堆疊更多的層次導致訓練時間的指數增長,使得深度前饋神經網路非常不實用。 直到00年代初,我們開發了一系列有效的訓練深度前饋神經網路的方法; 現在它們構成了現代機器學習系統的核心 ,能實現前饋神經網路的功能,但效果遠高於此。
【5】Recurrent Neural Network(RNN) 遞歸神經網路
【5】RNN遞歸神經網路
RNN遞歸神經網路引入不同類型的神經元——遞歸神經元。這種類型的第一個網路被稱為約旦網路(Jordan Network),在網路中每個隱含神經元會收到它自己的在固定延遲(一次或多次迭代)後的輸出。除此之外,它與普通的模糊神經網路非常相似。
當然,它有許多變化 — 如傳遞狀態到輸入節點,可變延遲等,但主要思想保持不變。這種類型的神經網路主要被使用在上下文很重要的時候——即過去的迭代結果和樣本產生的決策會對當前產生影響。最常見的上下文的例子是文本——一個單詞只能在前面的單詞或句子的上下文中進行分析。
【6】Long/Short Term Memory (LSTM) 長短時記憶網路
【6】LSTM長短時記憶網路
LSTM長短時記憶網路引入了一個存儲單元,一個特殊的單元,當數據有時間間隔(或滯後)時可以處理數據。遞歸神經網路可以通過「記住」前十個詞來處理文本,LSTM長短時記憶網路可以通過「記住」許多幀之前發生的事情處理視頻幀。 LSTM網路也廣泛用於寫作和語音識別。
存儲單元實際上由一些元素組成,稱為門,它們是遞歸性的,並控制信息如何被記住和遺忘。
【7】Gated Recurrent Unit (GRU)
【7】GRU是具有不同門的LSTM
GRU是具有不同門的LSTM。
聽起來很簡單,但缺少輸出門可以更容易基於具體輸入重復多次相同的輸出,目前此模型在聲音(音樂)和語音合成中使用得最多。
實際上的組合雖然有點不同:但是所有的LSTM門都被組合成所謂的更新門(Update Gate),並且復位門(Reset Gate)與輸入密切相關。
它們比LSTM消耗資源少,但幾乎有相同的效果。
【8】Auto Encoder (AE) 自動編碼器
【8】AE自動編碼器
Autoencoders自動編碼器用於分類,聚類和特徵壓縮。
當您訓練前饋(FF)神經網路進行分類時,您主要必須在Y類別中提供X個示例,並且期望Y個輸出單元格中的一個被激活。 這被稱為「監督學習」。
另一方面,自動編碼器可以在沒有監督的情況下進行訓練。它們的結構 - 當隱藏單元數量小於輸入單元數量(並且輸出單元數量等於輸入單元數)時,並且當自動編碼器被訓練時輸出盡可能接近輸入的方式,強制自動編碼器泛化數據並搜索常見模式。
【9】Variational AE (VAE) 變分自編碼器
【9】VAE變分自編碼器
變分自編碼器,與一般自編碼器相比,它壓縮的是概率,而不是特徵。
盡管如此簡單的改變,但是一般自編碼器只能回答當「我們如何歸納數據?」的問題時,變分自編碼器回答了「兩件事情之間的聯系有多強大?我們應該在兩件事情之間分配誤差還是它們完全獨立的?」的問題。
【10】Denoising AE (DAE) 降噪自動編碼器
【10】DAE降噪自動編碼器
雖然自動編碼器很酷,但它們有時找不到最魯棒的特徵,而只是適應輸入數據(實際上是過擬合的一個例子)。
降噪自動編碼器(DAE)在輸入單元上增加了一些雜訊 - 通過隨機位來改變數據,隨機切換輸入中的位,等等。通過這樣做,一個強制降噪自動編碼器從一個有點嘈雜的輸入重構輸出,使其更加通用,強制選擇更常見的特徵。
【11】Sparse AE (SAE) 稀疏自編碼器
【11】SAE稀疏自編碼器
稀疏自編碼器(SAE)是另外一個有時候可以抽離出數據中一些隱藏分組樣試的自動編碼的形式。結構和AE是一樣的,但隱藏單元的數量大於輸入或輸出單元的數量。
【12】Markov Chain (MC) 馬爾科夫鏈
【12】Markov Chain (MC) 馬爾科夫鏈
馬爾可夫鏈(Markov Chain, MC)是一個比較老的圖表概念了,它的每一個端點都存在一種可能性。過去,我們用它來搭建像「在單詞hello之後有0.0053%的概率會出現dear,有0.03551%的概率出現you」這樣的文本結構。
這些馬爾科夫鏈並不是典型的神經網路,它可以被用作基於概率的分類(像貝葉斯過濾),用於聚類(對某些類別而言),也被用作有限狀態機。
【13】Hopfield Network (HN) 霍普菲爾網路
【13】HN霍普菲爾網路
霍普菲爾網路(HN)對一套有限的樣本進行訓練,所以它們用相同的樣本對已知樣本作出反應。
在訓練前,每一個樣本都作為輸入樣本,在訓練之中作為隱藏樣本,使用過之後被用作輸出樣本。
在HN試著重構受訓樣本的時候,他們可以用於給輸入值降噪和修復輸入。如果給出一半圖片或數列用來學習,它們可以反饋全部樣本。
【14】Boltzmann Machine (BM) 波爾滋曼機
【14】 BM 波爾滋曼機
波爾滋曼機(BM)和HN非常相像,有些單元被標記為輸入同時也是隱藏單元。在隱藏單元更新其狀態時,輸入單元就變成了輸出單元。(在訓練時,BM和HN一個一個的更新單元,而非並行)。
這是第一個成功保留模擬退火方法的網路拓撲。
多層疊的波爾滋曼機可以用於所謂的深度信念網路,深度信念網路可以用作特徵檢測和抽取。
【15】Restricted BM (RBM) 限制型波爾滋曼機
【15】 RBM 限制型波爾滋曼機
在結構上,限制型波爾滋曼機(RBM)和BM很相似,但由於受限RBM被允許像FF一樣用反向傳播來訓練(唯一的不同的是在反向傳播經過數據之前RBM會經過一次輸入層)。
【16】Deep Belief Network (DBN) 深度信念網路
【16】DBN 深度信念網路
像之前提到的那樣,深度信念網路(DBN)實際上是許多波爾滋曼機(被VAE包圍)。他們能被連在一起(在一個神經網路訓練另一個的時候),並且可以用已經學習過的樣式來生成數據。
【17】Deep Convolutional Network (DCN) 深度卷積網路
【17】 DCN 深度卷積網路
當今,深度卷積網路(DCN)是人工神經網路之星。它具有卷積單元(或者池化層)和內核,每一種都用以不同目的。
卷積核事實上用來處理輸入的數據,池化層是用來簡化它們(大多數情況是用非線性方程,比如max),來減少不必要的特徵。
他們通常被用來做圖像識別,它們在圖片的一小部分上運行(大約20x20像素)。輸入窗口一個像素一個像素的沿著圖像滑動。然後數據流向卷積層,卷積層形成一個漏斗(壓縮被識別的特徵)。從圖像識別來講,第一層識別梯度,第二層識別線,第三層識別形狀,以此類推,直到特定的物體那一級。DFF通常被接在卷積層的末端方便未來的數據處理。
【18】Deconvolutional Network (DN) 去卷積網路
【18】 DN 去卷積網路
去卷積網路(DN)是將DCN顛倒過來。DN能在獲取貓的圖片之後生成像(狗:0,蜥蜴:0,馬:0,貓:1)一樣的向量。DNC能在得到這個向量之後,能畫出一隻貓。
【19】Deep Convolutional Inverse Graphics Network (DCIGN) 深度卷積反轉圖像網路
【19】 DCIGN 深度卷積反轉圖像網路
深度卷積反轉圖像網路(DCIGN),長得像DCN和DN粘在一起,但也不完全是這樣。
事實上,它是一個自動編碼器,DCN和DN並不是作為兩個分開的網路,而是承載網路輸入和輸出的間隔區。大多數這種神經網路可以被用作圖像處理,並且可以處理他們以前沒有被訓練過的圖像。由於其抽象化的水平很高,這些網路可以用於將某個事物從一張圖片中移除,重畫,或者像大名鼎鼎的CycleGAN一樣將一匹馬換成一個斑馬。
【20】Generative Adversarial Network (GAN) 生成對抗網路
【20】 GAN 生成對抗網路
生成對抗網路(GAN)代表了有生成器和分辨器組成的雙網路大家族。它們一直在相互傷害——生成器試著生成一些數據,而分辨器接收樣本數據後試著分辨出哪些是樣本,哪些是生成的。只要你能夠保持兩種神經網路訓練之間的平衡,在不斷的進化中,這種神經網路可以生成實際圖像。
【21】Liquid State Machine (LSM) 液體狀態機
【21】 LSM 液體狀態機
液體狀態機(LSM)是一種稀疏的,激活函數被閾值代替了的(並不是全部相連的)神經網路。只有達到閾值的時候,單元格從連續的樣本和釋放出來的輸出中積累價值信息,並再次將內部的副本設為零。
這種想法來自於人腦,這些神經網路被廣泛的應用於計算機視覺,語音識別系統,但目前還沒有重大突破。
【22】Extreme Learning Machine (ELM) 極端學習機
【22】ELM 極端學習機
極端學習機(ELM)是通過產生稀疏的隨機連接的隱藏層來減少FF網路背後的復雜性。它們需要用到更少計算機的能量,實際的效率很大程度上取決於任務和數據。
【23】Echo State Network (ESN) 回聲狀態網路
【23】 ESN 回聲狀態網路
回聲狀態網路(ESN)是重復網路的細分種類。數據會經過輸入端,如果被監測到進行了多次迭代(請允許重復網路的特徵亂入一下),只有在隱藏層之間的權重會在此之後更新。
據我所知,除了多個理論基準之外,我不知道這種類型的有什麼實際應用。。。。。。。
【24】Deep Resial Network (DRN) 深度殘差網路
【24】 DRN 深度殘差網路
深度殘差網路(DRN)是有些輸入值的部分會傳遞到下一層。這一特點可以讓它可以做到很深的層級(達到300層),但事實上它們是一種沒有明確延時的RNN。
【25】Kohonen Network (KN) Kohonen神經網路
【25】 Kohonen神經網路
Kohonen神經網路(KN)引入了「單元格距離」的特徵。大多數情況下用於分類,這種網路試著調整它們的單元格使其對某種特定的輸入作出最可能的反應。當一些單元格更新了, 離他們最近的單元格也會更新。
像SVM一樣,這些網路總被認為不是「真正」的神經網路。
【26】Support Vector Machine (SVM)
【26】 SVM 支持向量機
支持向量機(SVM)用於二元分類工作,無論這個網路處理多少維度或輸入,結果都會是「是」或「否」。
SVM不是所有情況下都被叫做神經網路。
【27】Neural Turing Machine (NTM) 神經圖靈機
【27】NTM 神經圖靈機
神經網路像是黑箱——我們可以訓練它們,得到結果,增強它們,但實際的決定路徑大多數我們都是不可見的。
神經圖靈機(NTM)就是在嘗試解決這個問題——它是一個提取出記憶單元之後的FF。一些作者也說它是一個抽象版的LSTM。
記憶是被內容編址的,這個網路可以基於現狀讀取記憶,編寫記憶,也代表了圖靈完備神經網路。
Ⅳ 人工神經網路的分類 ann和bp是什麼意思
人工神經網路模型主要考慮網路連接的拓撲結構、神經元的特徵、學習規則等.目前,已有近40種神經網路模型,其中有反傳網路、感知器、自組織映射、Hopfield網路、波耳茲曼機、適應諧振理論等.
ann:人工神經網路(Artificial Neural Networks)
bp:Back Propagation網路是1986年由Rumelhart和McCelland為首的科學家小組提出,是一種按誤差逆傳播演算法訓練的多層前饋網路,是目前應用最廣泛的神經網路模型之一.BP網路能學習和存貯大量的輸入-輸出模式映射關系,而無需事前揭示描述這種映射關系的數學方程.它的學習規則是使用最速下降法,通過反向傳播來不斷調整網路的權值和閾值,使網路的誤差平方和最小.BP神經網路模型拓撲結構包括輸入層(input)、隱層(hide layer)和輸出層(output layer).
Ⅵ 簡述神經網路的分類,試列舉常用神經的類型。
神經網路老派螞是一種通用機器學習模型,是一套特定的演算法集,在機器學習領域掀起了一場變革,本身就是普通函數的逼近,可以應用到任何機器學習輸入到輸出的復雜映射問題。
一般來說,神經網路架構可分為3類:
1、前饋神經網路:侍埋是最常見的類型,第一層為輸入,最後一層為輸出。如果有多個隱藏層,則稱為「深度」神經網路。它能夠計算出一系列事件間相似轉變的變化,每層神經元的活動是下一層的非線性函數。
監督學習(Supervised Learning):使用有標記的數據集進行訓練,輸出結果與實際值進行比較來計算誤差。
無監督學習(Unsupervised Learning):使用沒有標記的數據集進行訓練,目的羨漏是發現數據之間的潛在關系。
強化學習(Reinforcement Learning):通過獎懲機制進行學習,訓練模型執行正確的動作以達到最大化預期獎勵的目標。
Ⅶ 人工神經網路分類方法
從20世紀80年代末期,人工神經網路方法開始應用於遙感圖像的自動分類。目前,在遙感圖像的自動分類方面,應用和研究比較多的人工神經網路方法主要有以下幾種:
(1)BP(Back Propagation)神經網路,這是一種應用較廣泛的前饋式網路,屬於有監督分類演算法,它將先驗知識融於網路學習之中,加以最大限度地利用,適應性好,在類別數少的情況下能夠得到相當高的精度,但是其網路的學習主要採用誤差修正演算法,識別對象種類多時,隨著網路規模的擴大,需要的計算過程較長,收斂緩慢而不穩定,且識別精度難以達到要求。
(2)Hopfield神經網路。屬於反饋式網路。主要採用Hebb規則進行學習,一般情況下計算的收斂速度較快。這種網路是美國物理學家J.J.Hopfield於1982年首先提出的,它主要用於模擬生物神經網路的記憶機理。Hopfield神經網路狀態的演變過程是一個非線性動力學系統,可以用一組非線性差分方程來描述。系統的穩定性可用所謂的「能量函數」進行分析,在滿足一定條件下,某種「能量函數」的能量在網路運行過程中不斷地減少,最後趨於穩定的平衡狀態。Hopfield網路的演變過程是一種計算聯想記憶或求解優化問題的過程。
(3)Kohonen網路。這是一種由芬蘭赫爾辛基大學神經網路專家Kohonen(1981)提出的自組織神經網路,其採用了無導師信息的學習演算法,這種學習演算法僅根據輸入數據的屬性而調整權值,進而完成向環境學習、自動分類和聚類等任務。其最大的優點是最終的各個相鄰聚類之間是有相似關系的,即使識別時把樣本映射到了一個錯誤的節點,它也傾向於被識別成同一個因素或者一個相近的因素,這就十分接近人的識別特性。
Ⅷ 人工神經網路有哪些類型
人工神經網路模型主要考慮網路連接的拓撲結構、神經元的特徵、學習規則等。目前,已有近40種神經網路模型,其中有反傳網路、感知器、自組織映射、Hopfield網路、波耳茲曼機、適應諧振理論等。根據連接的拓撲結構,神經網路模型可以分為:
(1)前向網路 網路中各個神經元接受前一級的輸入,並輸出到下一級,網路中沒有反饋,可以用一個有向無環路圖表示。這種網路實現信號從輸入空間到輸出空間的變換,它的信息處理能力來自於簡單非線性函數的多次復合。網路結構簡單,易於實現。反傳網路是一種典型的前向網路。
(2)反饋網路 網路內神經元間有反饋,可以用一個無向的完備圖表示。這種神經網路的信息處理是狀態的變換,可以用動力學系統理論處理。系統的穩定性與聯想記憶功能有密切關系。Hopfield網路、波耳茲曼機均屬於這種類型。
學習是神經網路研究的一個重要內容,它的適應性是通過學習實現的。根據環境的變化,對權值進行調整,改善系統的行為。由Hebb提出的Hebb學習規則為神經網路的學習演算法奠定了基礎。Hebb規則認為學習過程最終發生在神經元之間的突觸部位,突觸的聯系強度隨著突觸前後神經元的活動而變化。在此基礎上,人們提出了各種學習規則和演算法,以適應不同網路模型的需要。有效的學習演算法,使得神經網路能夠通過連接權值的調整,構造客觀世界的內在表示,形成具有特色的信息處理方法,信息存儲和處理體現在網路的連接中。
根據學習環境不同,神經網路的學習方式可分為監督學習和非監督學習。在監督學習中,將訓練樣本的數據加到網路輸入端,同時將相應的期望輸出與網路輸出相比較,得到誤差信號,以此控制權值連接強度的調整,經多次訓練後收斂到一個確定的權值。當樣本情況發生變化時,經學習可以修改權值以適應新的環境。使用監督學習的神經網路模型有反傳網路、感知器等。非監督學習時,事先不給定標准樣本,直接將網路置於環境之中,學習階段與工作階段成為一體。此時,學習規律的變化服從連接權值的演變方程。非監督學習最簡單的例子是Hebb學習規則。競爭學習規則是一個更復雜的非監督學習的例子,它是根據已建立的聚類進行權值調整。自組織映射、適應諧振理論網路等都是與競爭學習有關的典型模型。
研究神經網路的非線性動力學性質,主要採用動力學系統理論、非線性規劃理論和統計理論,來分析神經網路的演化過程和吸引子的性質,探索神經網路的協同行為和集體計算功能,了解神經信息處理機制。為了探討神經網路在整體性和模糊性方面處理信息的可能,混沌理論的概念和方法將會發揮作用。混沌是一個相當難以精確定義的數學概念。一般而言,「混沌」是指由確定性方程描述的動力學系統中表現出的非確定性行為,或稱之為確定的隨機性。「確定性」是因為它由內在的原因而不是外來的雜訊或干擾所產生,而「隨機性」是指其不規則的、不能預測的行為,只可能用統計的方法描述。混沌動力學系統的主要特徵是其狀態對初始條件的靈敏依賴性,混沌反映其內在的隨機性。混沌理論是指描述具有混沌行為的非線性動力學系統的基本理論、概念、方法,它把動力學系統的復雜行為理解為其自身與其在同外界進行物質、能量和信息交換過程中內在的有結構的行為,而不是外來的和偶然的行為,混沌狀態是一種定態。混沌動力學系統的定態包括:靜止、平穩量、周期性、准同期性和混沌解。混沌軌線是整體上穩定與局部不穩定相結合的結果,稱之為奇異吸引子。
Ⅸ 神經網路的分類
人類大腦的思維分為抽象(邏輯)思維、形象(直觀)思維和靈感(頓悟)思維三種基本方式。
邏輯性的思維是指根據邏輯規則進行推理的過程;它先將信息化成概念,並用符號表示,然後,根據符號運算按串列模式進行邏輯推理;這一過程可以寫成串列的指令,讓計算機執行。然而,直觀性的思維是將分布式存儲的信息綜合起來,結果是忽然間產生想法或解決問題的辦法。這種思維方式的根本之點在於以下兩點:1.信息是通過神經元上的興奮模式分布儲在網路上;2.信息處理是通過神經元之間同時相互作用的動態過程來完成的。
人工神經網路就是模擬人思維的第二種方式。這是一個非線性動力學系統,其特色在於信息的分布式存儲和並行協同處理。雖然單個神經元的結構極其簡單,功能有限,但大量神經元構成的網路系統所能實現的行為卻是極其豐富多彩的。
Ⅹ 常見神經網路類型之前饋型神經網路
1、前饋型神經網路
常見的前饋型神經網路包括感知器網路、BP神經網路、RBF網路(徑向基函數神經網路)
(1)感知器網路:也被稱笑攔搭作感知機,主要用於模式分類,也可以用作學習控制和基於模式分類的多模態控制
(2)反向傳播神經網路(BP神經網路),利用了權值的反向傳播調整策略,基於Sigmoid函數。可以實現從輸入到輸出的任意非線性函數
(3)RBF網路能逼近任意非線性函數,可以處理難碰拿以解析的規律性問題。具有良好的泛化能力和快速收斂速度。常用於分衡坦類問題,模式識別,信號處理,圖像處理,系統建模等。