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人工神经网络是对生物神经系统的模拟。它的信息处理功能是由网络单元(神经元)的输入输出特性(激活特性),网络的拓扑结构(神经元的连接方式),连接权大小(突触联系强度)和神经元的阈值(可视为特殊的连接权)等决定。
与数字计算机比较,人工神经网络在构成原理和功能特点等方面更加接近人脑,它不是按给定的程序一步一步的执行运算,而是能够自身适应环境,总结规律,完成某种运算,识别或过程控制。
图1 典型的三层人工神经网络
1.如图所示,图中的所有节点都是分层的,每一层节点可以通过有向弧指向上一层节点,但是同一层节点之间没有弧互相连接,而且每一个节点不能越过一层连接到上上层的节点上。理论上,人工神经网络的层数可以是任意的。在实际应用中一般不会有人设计超过五层的网络,因为网络的层数越多,计算就越复杂。
2.每一条弧上有一个值(称为权重或权值),根据这些值,可以用一个非常简单地公式算出他们所指节点的值。
网络学习的准则应该是:如果网络作出错误的判断,则通过网络的学习,应使得网络减少下次犯同样错误的可能性。首先,给网络的各连接权值赋予(0,1)区间内的随机值,将“A”所对应的图像模式输入给网络,网络将输入模式加权求和,与门限比较,再进行非线性运算,得到网络的输出。在此情况下,网络输出为“1”和“0”的概率各为50%,也就是说完全随机的。这时如果输出为“1”(结果正确),则使连接权值增大,以便使网络再次遇到“A”模式输入时,仍能做出正确的判断。
如果输出为“0”(即结果错误),则把网络连接权值朝着减小综合输入加权值的方向调整,其目的在于使网络下次再遇到“A”模式输入时,减小犯同样错误的可能性。如此操作调整,当给网路轮番输入若干个手写字母“A”,“B”后,经过网络按以上学习方法进行若干次学习后,网络判断的正确率将大大提高。这说明网络对这两个模式的学习已经获得成功,它已将这两个模式分布地记忆在网络的各个连接权值上。当网络再次遇到其中任何一个模式时,能够作出迅速,准确的判断和识别。一般来说,网络中所含的神经元个数越多,则它能记忆,识别的模式也就越多。
人工神经网络研究与应用的主要内容
1.人工神经网络模型的研究
神经网络原型研究;神经元的生物特性的模拟等
2.神经网络的基本理论研究
神经网络的非线性特性,稳定性,收敛性,鲁棒性等
3.神经网络智能信息处理系统的应用
认知与人工智能,优化与控制,信号处理,多传感数据融合等
4.神经网络的软件模拟和硬件实现
软件模拟,神经芯片等
5.神经网络计算机的实现
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原文地址:http://www.cnblogs.com/ryuham/p/4682279.html