人工神經網絡ANN
ANN(Artificial Neural Networks)是一種受人腦神經元啟發的計算模型,旨在模擬人腦的學習和決策過程。
它由多個相互連接的“人工神經元”組成,通過接收輸入、計算權重和偏置,生成輸出。神經網絡廣泛應用于
模式識別、自動控制、函數優化等領域。
感知器與權重機制
感知器是最早的人工神經元模型,能夠接收多個輸入(如天氣、價格等),通過加權求和并與閾值比較,生
成二進制輸出。權重表示輸入的重要性,而閾值決定輸出的觸發條件。例如,若天氣權重為8,價格權重為4,
閾值為8,則總和超過閾值時輸出為1,否則為0。
多層前饋神經網絡
多層前饋神經網絡由輸入層、隱藏層和輸出層組成。輸入層接收原始數據,隱藏層通過權重矩陣和激活函數
進行非線性變換,輸出層生成最終結果。正向傳播算法用于從輸入到輸出的計算,適用于分類和回歸任務。
正向傳播過程
正向傳播通過以下公式實現:
u(i) = W(i) * x(i-1) + b(i)
x(i) = f(u(i))
其中,W(i)為權重矩陣,b(i)為偏置向量,f為激活函數。每層的輸出作為下一層的輸入,直至輸出層。
反向傳播算法(BP算法)
反向傳播算法是神經網絡訓練的核心,用于調整權重和偏置(偏置Bias是神經網絡中用于調節神經元激活閾值的參數,決定著當輸入信號的加權和達到何種程度時神經元會被激活。)以最小化預測誤差。它基于鏈式法則(復合
函數的求導公式)計算梯度,并結合梯度下降法優化網絡參數。BP算法通過多次迭代逐步逼近最優解。
深度學習與神經網絡的關系
深度學習是機器學習的一個重要分支,其概念源于人工神經網絡,但通過引入更多層次和復雜結構(
如卷積神經網絡CNN、循環神經網絡RNN),實現了更強的表達能力。深度學習可以看作是傳統神經網絡的升級版。
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