机器学习之神经网络

  由于神经网络内容有点儿多,所以在此处建立以下目录,方便读者浏览。

简介

       神经细胞和人身上任何其他类型细胞十分不同,每个神经细胞都长着一根像电线一样的称为轴突(axon)的东西,它的

长度有时伸展到几厘米,用来将信号传递给其他的神经细胞。神经细胞的结构如下图所示。它由一个细胞体(soma)、一些树

突(dendrite) 、和一根可以很长的轴突组成。神经细胞体是一颗星状球形物,里面有一个核(nucleus)。树突由细胞体向各个

方向长出,本身可有分支,是用来接收信号的。轴突也有许多的分支。轴突通过分支的末梢(terminal)和其他神经细胞的树突

相接触,形成所谓的突触(Synapse), (图中未画出),一个神经细胞通过轴突和突触把产生的信号送到其他的神经细胞。

机器学习之神经网络

  正是由于数量巨大的连接,使得大脑具备难以置信的能力。尽管每一个神经细胞仅仅工作于大约100Hz的频率,但因各

个神经细胞都以独立处理单元的形式并行工作着,使人类的大脑具有下面这些非常明显的特点:

能实现无监督的学习

对损伤有冗余性(tolerance)

处理信息的效率极高

善于归纳推广

它是有意识的

  因此,一个人工神经网络( Artificial neural network, ANN)简称神经网络(NN), 就是要在当代数字计算机现有规模的

束下,来模拟这种大量的并行性, 并在实现这一工作时,使它能显示许多和人或动物大脑相类似的特性。

神经网络原理

  神经网络是一种非线性学习算法,神经网络中最基本的成分是神经元(neuron),下面给出神经元的基本模型:

                                      

机器学习之神经网络

  

  进入人工神经细胞的每一个样本特征xi都与一个权重θ相乘,作为图中橘色大圆的输入。橘色大圆的“核”是一个激励函数,

它把所有这些新的、经过权重调整后的输入全部加起来,形成单个的激励值。然后,激励函数根据激励值产生输出。激励函数有

好多种类型,常见的有以下几种:

机器学习之神经网络

 

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机器学习之神经网络

 

 

 

 

  介绍完神经元的基本模型,接下来介绍的是神经网络的基本模型:

机器学习之神经网络

  上图中并未画出x0和a0,其值一般取+1,θ10(1)和θ20(2)分别是它们的权值。上图中的三个层次分别是输入层、隐藏层、输

出层,其实现的整个过程如下列公式所示(其中g()即为激励函数):

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