信號處理中的神經網路

① 神經網路到底有什麼作用，具體是用來干什麼的

神經網路（Artificial Neural Networks，簡寫為ANNs）也簡稱為神經網路（NNs）或稱作連接模型（Connection Model），它是一種模仿動物神經網路行為特徵，進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。這種網路依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。
神經網路可以用於模式識別、信號處理、知識工程、專家系統、優化組合、機器人控制等。隨著神經網路理論本身以及相關理論、相關技術的不斷發展，神經網路的應用定將更加深入。

② 概率神經網路主要是用來做什麼的

作用：這種網路已較廣泛地應用於非線性濾波、模式分類、聯想記憶和
概率密度估計當中。

概率神經網路是由Specht博士在1989年提出的，它與統計信號處理
的許多概念有著緊密的聯系。當這種網路用於檢測和模式分類時，可以
得到貝葉斯最優結果。它通常由4層組成。第一層為輸入層，每個神經
元均為單輸入單輸出，其傳遞函數也為線性的，這一層的作用只是將輸
入信號用分布的方式來表示。第二層稱之為模式層，它與輸入層之間通
過連接權值Wij相連接.模式層神經元的傳遞函數不再是通常的Sigmoid
函數，而為
g(Zi)=exp[(Zi-1)/(s*s)]
其中，Zi為該層第i個神經元的輸入，s為均方差。第三層稱之為累加層
，它具有線性求和的功能。這一層的神經元數目與欲分的模式數目相同
。第四層即輸出層具有判決功能，它的神經元輸出為離散值1和-1（或0
），分別代表著輸入模式的類別。
許多研究已表明概率神經網路具有如下特性：
(1)訓練容易，收斂速度快，從而非常適用於實時處理；
(2)可以完成任意的非線性變換，所形成的判決曲面與貝葉斯最優
准則下的曲面相接近；
(3)具有很強的容錯性；
(4)模式層的傳遞函數可以選用各種用來估計概率密度的核函數，
並且，分類結果對核函數的形式不敏感；
(5)各層神經元的數目比較固定，因而易於硬體實現。

③ 人工神經網路的作用

人工神經網路（Artificial Neural Network，即ANN ），是20世紀80 年代以來人工智慧領域興起的研究熱點。它從信息處理角度對人腦神經元網路進行抽象， 建立某種簡單模型，按不同的連接方式組成不同的網路。在工程與學術界也常直接簡稱為神經網路或類神經網路。神經網路是一種運算模型，由大量的節點（或稱神經元）之間相互聯接構成。每個節點代表一種特定的輸出函數，稱為激勵函數（activation function）。每兩個節點間的連接都代表一個對於通過該連接信號的加權值，稱之為權重，這相當於人工神經網路的記憶。網路的輸出則依網路的連接方式，權重值和激勵函數的不同而不同。而網路自身通常都是對自然界某種演算法或者函數的逼近，也可能是對一種邏輯策略的表達。

最近十多年來，人工神經網路的研究工作不斷深入，已經取得了很大的進展，其在模式識別、智能機器人、自動控制、預測估計、生物、醫學、經濟等領域已成功地解決了許多現代計算機難以解決的實際問題，表現出了良好的智能特性。

中文名
人工神經網路
外文名
artificial neural network
別稱
ANN
應用學科
人工智慧
適用領域范圍
模式分類
精品薦讀

「蠢萌」的神經網路
作者：牛油果進化論
快速
導航
基本特徵

發展歷史

網路模型

學習類型

分析方法

特點優點

研究方向

發展趨勢

應用分析
神經元
如圖所示
a1~an為輸入向量的各個分量
w1~wn為神經元各個突觸的權值
b為偏置
f為傳遞函數，通常為非線性函數。以下默認為hardlim()
t為神經元輸出
數學表示 t=f(WA'+b)
W為權向量
A為輸入向量，A'為A向量的轉置
b為偏置
f為傳遞函數
可見，一個神經元的功能是求得輸入向量與權向量的內積後，經一個非線性傳遞函數得到一個標量結果。
單個神經元的作用：把一個n維向量空間用一個超平面分割成兩部分（稱之為判斷邊界），給定一個輸入向量，神經元可以判斷出這個向量位於超平面的哪一邊。
該超平面的方程: Wp+b=0
W權向量
b偏置
p超平面上的向量
基本特徵
人工神經網路是由大量處理單元互聯組成的非線性、自適應信息處理系統。它是在現代神經科學研究成果的基礎上提出的，試圖通過模擬大腦神經網路處理、記憶信息的方式進行信息處理。
人工神經網路具有四個基本特徵：
（1）非線性 非線性關系是自然界的普遍特性。大腦的智慧就是一種非線性現象。人工神經元處於激活或抑制二種不同的狀態，這種行為在數學上表現為一種非線性關系。具有閾值的神經元構成的網路具有更好的性能，可以提高容錯性和存儲容量。
人工神經網路
（2）非局限性 一個神經網路通常由多個神經元廣泛連接而成。一個系統的整體行為不僅取決於單個神經元的特徵，而且可能主要由單元之間的相互作用、相互連接所決定。通過單元之間的大量連接模擬大腦的非局限性。聯想記憶是非局限性的典型例子。
（3）非常定性 人工神經網路具有自適應、自組織、自學習能力。神經網路不但處理的信息可以有各種變化，而且在處理信息的同時，非線性動力系統本身也在不斷變化。經常採用迭代過程描寫動力系統的演化過程。
（4）非凸性 一個系統的演化方向，在一定條件下將取決於某個特定的狀態函數。例如能量函數，它的極值相應於系統比較穩定的狀態。非凸性是指這種函數有多個極值，故系統具有多個較穩定的平衡態，這將導致系統演化的多樣性

④ 什麼是BP神經網路

BP演算法的基本思想是：學習過程由信號正向傳播與誤差的反向回傳兩個部分組成；正向傳播時，輸入樣本從輸入層傳入，經各隱層依次逐層處理，傳向輸出層，若輸出層輸出與期望不符，則將誤差作為調整信號逐層反向回傳，對神經元之間的連接權矩陣做出處理，使誤差減小。經反復學習，最終使誤差減小到可接受的范圍。具體步驟如下：
1、從訓練集中取出某一樣本，把信息輸入網路中。
2、通過各節點間的連接情況正向逐層處理後，得到神經網路的實際輸出。
3、計算網路實際輸出與期望輸出的誤差。
4、將誤差逐層反向回傳至之前各層，並按一定原則將誤差信號載入到連接權值上，使整個神經網路的連接權值向誤差減小的方向轉化。
5、対訓練集中每一個輸入—輸出樣本對重復以上步驟，直到整個訓練樣本集的誤差減小到符合要求為止。

⑤ 信號處理的神經網路方法

信號處理的神經網路方法如下：

1、原數據可能數據量很大，維數很，計算機處理起來時間復雜度很高，預處理可以降低數據維度寫作貓。數據的很多特性非常影響神經網路等分類模型的效果。

2、比如數據值得分布不在一個尺度上，當地氣溫值與當地月工資顯然不在一個數量級上，這時，需要數據規范化，把這兩個特徵的數據都規范到0到1，這樣使得它們對賣弊模型的影響具有同樣的尺度。

我們挑選BP、RBF、SOFM、LVQ、Hopfield這5種已成功應用於解決實際信號處理問題的網路結構進行詳細介紹，並對如何利用它們解決信號處理問題進行分析。另外還介紹了量子比特神經網路這種新興網路結構。

⑥ 神經網路是什麼

神經網路可以指向兩種，一個是生物神經網路，一個是人工神經網路。
生物神經網路：一般指生物的大腦神經元，細胞，觸點等組成的網路，用於產生生物的意識，幫助生物進行思考和行動。
人工神經網路（Artificial Neural Networks，簡寫為ANNs）也簡稱為神經網路（NNs）或稱作連接模型（Connection Model），它是一種模仿動物神經網路行為特徵，進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。這種網路依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。
人工神經網路：是一種應用類似於大腦神經突觸聯接的結構進行信息處理的數學模型。在工程與學術界也常直接簡稱為「神經網路」或類神經網路。

⑦ 神經網路模型的信息處理

人工神經網路對神經元的興奮與抑制進行模擬，故而首先應了解神經元的興奮與抑制狀態。
一個神經元的興奮和抑制兩種狀態是由細胞膜內外之間不同的電位差來表徵的。在抑制狀態，細胞膜內外之間有內負外正的電位差，這個電位差大約在-50— -100mv之間。在興奮狀態，則產生內正外負的相反電位差，這時表現為約60—100mv的電脈沖。細胞膜內外的電位差是由膜內外的離子濃度不同導致的。細胞的興奮電脈沖寬度一般大約為1ms。神經元的興奮過程電位變化如圖1—3所示。
圖1-3.神經元的興奮過程電位變化 對神經細胞的研究結果表明：神經元的電脈沖幾乎可以不衰減地沿著軸突傳送到其它神經元去。
由神經元傳出的電脈沖信號通過軸突，首先到達軸突末梢，這時則使其中的囊泡產生變化從而釋放神經遞質，這種神經遞質通過突觸的間隙而進入到另一個神經元的樹突中。樹突上的受體能夠接受神經遞質從而去改變膜向離子的通透性．使膜外內離子濃度差產生變化；進而使電位產生變化。顯然，信息就從一個神經元傳送到另一個神經元中。
當神經元接受來自其它神經元的信息時，膜電位在開始時是按時間連續漸漸變化的。當膜電位變化經超出一個定值時，才產生突變上升的脈沖，這個脈沖接著沿軸突進行傳遞。神經元這種膜電位高達一定閥值才產生脈沖傳送的特性稱閥值特性。
這種閥值特性從圖1—3中也可以看出。
神經元的信息傳遞除了有閥值特性之外，還有兩個特點。一個是單向性傳遞，即只能從前一級神經元的軸突末梢傳向後一級神經元的樹突或細胞體，不能反之。另一個是延時性傳遞．信息通過突觸傳遞，通常會產生0.5-1ms的延時。 神經元對來自其它神經元的信息有時空綜合特性。
在神經網路結構上，大量不同的神經元的軸突末梢可以到達同一個神經元的樹突並形成大量突觸。來源不同的突觸所釋放的神經遞質都可以對同一個神經元的膜電位變化產生作用。因此，在樹突上，神經元可以對不同來源的輸入信息進行綜合。這就是神經元對信息的空間綜合特性。
對於來自同一個突觸的信息，神經元可以對於不同時間傳入的信息進行綜合。故神經元對信息有時間綜合特性。 從神經元軸突上傳遞的信息是等幅、恆寬、編碼的離散電脈沖信號，故而是一個數字量。但在突觸中神經遞質的釋放和樹突中膜電位的變化是連續的。故而，這時說明突觸有D/A功能。在神經元的樹突膜電位高過一定閥值時，則又變成電脈沖方式由軸突傳送出去。故而，這個過程說明神經元有A/D功能。
很明顯，信息通過一個神經元傳遞時，神經元對信息執行了D/A、A/D轉換過程。
從上面可知，神經元對信息的處理和傳遞有閥值，D/A、A/D和綜合等一系列特性和功能。

⑧ 神經網路原理及應用

神經網路原理及應用
1. 什麼是神經網路？
神經網路是一種模擬動物神經網路行為特徵，進行分布式並行信息處理的演算法。這種網路依靠系統的復雜程度，通過調整內部大量節點之間相互連接的關系，從而達到處理信息的目的。
人類的神經網路

2. 神經網路基礎知識
構成：大量簡單的基礎元件——神經元相互連接
工作原理：模擬生物的神經處理信息的方式
功能：進行信息的並行處理和非線性轉化
特點：比較輕松地實現非線性映射過程，具有大規模的計算能力
神經網路的本質：

神經網路的本質就是利用計算機語言模擬人類大腦做決定的過程。
3. 生物神經元結構

4. 神經元結構模型

xj為輸入信號，θi為閾值，wij表示與神經元連接的權值，yi表示輸出值
判斷xjwij是否大於閾值θi
5. 什麼是閾值？
臨界值。
神經網路是模仿大腦的神經元，當外界刺激達到一定的閾值時，神經元才會受刺激，影響下一個神經元。

6. 幾種代表性的網路模型
單層前向神經網路——線性網路
階躍網路
多層前向神經網路（反推學習規則即BP神經網路）
Elman網路、Hopfield網路、雙向聯想記憶網路、自組織競爭網路等等
7. 神經網路能幹什麼？
運用這些網路模型可實現函數逼近、數據聚類、模式分類、優化計算等功能。因此，神經網路廣泛應用於人工智慧、自動控制、機器人、統計學等領域的信息處理中。雖然神經網路的應用很廣，但是在具體的使用過程中到底應當選擇哪種網路結構比較合適是值得考慮的。這就需要我們對各種神經網路結構有一個較全面的認識。
8. 神經網路應用