⑴ 感知機演算法和支持向量機演算法一樣嗎
f(x) = ∑(n≥1)[nx^(n+1)]/(n+1)!,x∈R,
逐項求導,得
f'(x) = ∑(n≥1)(x^n)/(n-1)!
= x*∑(n≥1)[x^(n-1)]/(n-1)!
= x*e^x,x∈R,
積分,得
f(x) = ……,
再令 x=1
⑵ 門禁系統的指紋識別功能所運用的計算機技術是什麼
門禁系統的指紋識別功能所運用的計算機技術是模式識別,模式識別的問題就是用計算的方法根據樣本的特徵將樣本劃分到一定的類別中去。
模式識別就是通過計算機用數學技術方法來研究模式的自動處理和判讀,把環境與套體統稱為模式。隨著計算機技術的發展,人類有可能研究復雜的信息處理過程,其過程的一個重要形式是生命體對環境及客體的識別。模式識別以圖像處理與計算機視覺、語音語言信息處理、腦網路組、類腦智能等為主。
要研究方向,研究人類模式識別的機理以及有效的計算方法。早期的模式識別研究著重在數學方法上,羅森布拉特提出了一種簡化的模擬人腦進行識別的數學模型感知器初步實現了通過給定類別的各個樣本對識別系統進行訓練,使系統在學習完畢後具有對其他未知類的模式進行正確分類的能力。
【法律依據】
《中華人民共和國民法典》
第九百四十二條 物業服務人應當按照約定和物業的使用性質,妥善維修、養護、清潔、綠化和經營管理物業服務區域內的業主共有部分,維護物業服務區域內的基本秩序,採取合理措施保護業主的人身、財產安全。
對物業服務區域內違反有關治安、環保、消防等法律法規的行為,物業服務人應當及時採取合理措施制止、向有關行政主管部門報告並協助處理。第一千零三十八條 信息處理者不得泄露或者篡改其收集、存儲的個人信息;未經自然人同意,不得向他人非法提供其個人信息,但是經過加工無法識別特定個人且不能復原的除外。
信息處理者應當採取技術措施和其他必要措施,確保其收集、存儲的個人信息安全,防止信息泄露、篡改、丟失;發生或者可能發生個人信息泄露、篡改、丟失的,應當及時採取補救措施,按照規定告知自然人並向有關主管部門報告。
⑶ 機器學習(模式識別)
首先,你要有建立一個模型作為分類器,並有一些數據作為訓練樣本,訓練模型(選擇模型中的未知參數),當訓練完成後,檢查模型,如果符合要求,就可以用這個分類器分類你的數據了。如果你已經知道該分幾類,可以選擇監督學習的方法(如感知器、SVM等)。如果你不知道該分幾類,可以選擇無監督學習的方法(如聚類的方法)。因此你不應該僅憑A B中元素2和元素4相同或相近將其分成一類,而應該在五維空間中,劃分所屬類別。
⑷ 模式識別感知器演算法,為什麼用c和c++編寫的
現在應用最多的就是計算機視覺了,這個還得用到一部分數字信號處理的理論,國內的水平也就停留在識別指紋,識別車牌這種程度了,淘寶搞出來的人臉識別各種識別不出來,而且效率還很低,需要你做一些特殊的姿勢,這個比微軟搞出的BEAT版人臉識別都要爛。
⑸ 什麼叫模式識別
所謂模式識別的問題就是用計算的方法根據樣本的特徵將樣本劃分到一定的類別中去。[1]模式識別就是通過計算機用數學技術方法來研究模式的自動處理和判讀,把環境與客體統稱為「模式」。隨著計算機技術的發展,人類有可能研究復雜的信息處理過程,其過程的一個重要形式是生命體對環境及客體的識別。模式識別以圖像處理與計算機視覺、語音語言信息處理、腦網路組、類腦智能等為主要研究方向,研究人類模式識別的機理以及有效的計算方法。
早期的模式識別研究著重在數學方法上。20世紀50年代末,F.羅森布拉特提出了一種簡化的模擬人腦進行識別的數學模型——感知器,初步實現了通過給定類別的各個樣本對識別系統進行訓練,使系統在學習完畢後具有對其他未知類別的模式進行正確分類的能力。
⑹ 在模式識別里常用的線性分類器有哪些
fisher線性准則
感知器演算法
梯度下降法
HK演算法
⑺ 有人可以介紹一下什麼是"神經網路"嗎
由於神經網路是多學科交叉的產物,各個相關的學科領域對神經網路
都有各自的看法,因此,關於神經網路的定義,在科學界存在許多不同的
見解。目前使用得最廣泛的是T.Koholen的定義,即"神經網路是由具有適
應性的簡單單元組成的廣泛並行互連的網路,它的組織能夠模擬生物神經
系統對真實世界物體所作出的交互反應。"
如果我們將人腦神經信息活動的特點與現行馮·諾依曼計算機的工作方
式進行比較,就可以看出人腦具有以下鮮明特徵:
1. 巨量並行性。
在馮·諾依曼機中,信息處理的方式是集中、串列的,即所有的程序指
令都必須調到CPU中後再一條一條地執行。而人在識別一幅圖像或作出一項
決策時,存在於腦中的多方面的知識和經驗會同時並發作用以迅速作出解答。
據研究,人腦中約有多達10^(10)~10^(11)數量級的神經元,每一個神經元
具有103數量級的連接,這就提供了巨大的存儲容量,在需要時能以很高的
反應速度作出判斷。
2. 信息處理和存儲單元結合在一起。
在馮·諾依曼機中,存儲內容和存儲地址是分開的,必須先找出存儲器的
地址,然後才能查出所存儲的內容。一旦存儲器發生了硬體故障,存儲器中
存儲的所有信息就都將受到毀壞。而人腦神經元既有信息處理能力又有存儲
功能,所以它在進行回憶時不僅不用先找存儲地址再調出所存內容,而且可
以由一部分內容恢復全部內容。當發生"硬體"故障(例如頭部受傷)時,並
不是所有存儲的信息都失效,而是僅有被損壞得最嚴重的那部分信息丟失。
3. 自組織自學習功能。
馮·諾依曼機沒有主動學習能力和自適應能力,它只能不折不扣地按照
人們已經編制好的程序步驟來進行相應的數值計算或邏輯計算。而人腦能夠
通過內部自組織、自學習的能力,不斷地適應外界環境,從而可以有效地處
理各種模擬的、模糊的或隨機的問題。
神經網路研究的主要發展過程大致可分為四個階段:
1. 第一階段是在五十年代中期之前。
西班牙解剖學家Cajal於十九世紀末創立了神經元學說,該學說認為神經
元的形狀呈兩極,其細胞體和樹突從其他神經元接受沖動,而軸索則將信號
向遠離細胞體的方向傳遞。在他之後發明的各種染色技術和微電極技術不斷
提供了有關神經元的主要特徵及其電學性質。
1943年,美國的心理學家W.S.McCulloch和數學家W.A.Pitts在論文《神經
活動中所蘊含思想的邏輯活動》中,提出了一個非常簡單的神經元模型,即
M-P模型。該模型將神經元當作一個功能邏輯器件來對待,從而開創了神經
網路模型的理論研究。
1949年,心理學家D.O. Hebb寫了一本題為《行為的組織》的書,在這本
書中他提出了神經元之間連接強度變化的規則,即後來所謂的Hebb學習法則。
Hebb寫道:"當神經細胞A的軸突足夠靠近細胞B並能使之興奮時,如果A重
復或持續地激發B,那麼這兩個細胞或其中一個細胞上必然有某種生長或代
謝過程上的變化,這種變化使A激活B的效率有所增加。"簡單地說,就是
如果兩個神經元都處於興奮狀態,那麼它們之間的突觸連接強度將會得到增
強。
五十年代初,生理學家Hodykin和數學家Huxley在研究神經細胞膜等效電
路時,將膜上離子的遷移變化分別等效為可變的Na+電阻和K+電阻,從而建
立了著名的Hodykin-Huxley方程。
這些先驅者的工作激發了許多學者從事這一領域的研究,從而為神經計
算的出現打下了基礎。
2. 第二階段從五十年代中期到六十年代末。
1958年,F.Rosenblatt等人研製出了歷史上第一個具有學習型神經網路
特點的模式識別裝置,即代號為Mark I的感知機(Perceptron),這一重
大事件是神經網路研究進入第二階段的標志。對於最簡單的沒有中間層的
感知機,Rosenblatt證明了一種學習演算法的收斂性,這種學習演算法通過迭代
地改變連接權來使網路執行預期的計算。
稍後於Rosenblatt,B.Widrow等人創造出了一種不同類型的會學習的神經
網路處理單元,即自適應線性元件Adaline,並且還為Adaline找出了一種有
力的學習規則,這個規則至今仍被廣泛應用。Widrow還建立了第一家神經計
算機硬體公司,並在六十年代中期實際生產商用神經計算機和神經計算機軟
件。
除Rosenblatt和Widrow外,在這個階段還有許多人在神經計算的結構和
實現思想方面作出了很大的貢獻。例如,K.Steinbuch研究了稱為學習矩陣
的一種二進制聯想網路結構及其硬體實現。N.Nilsson於1965年出版的
《機器學習》一書對這一時期的活動作了總結。
3. 第三階段從六十年代末到八十年代初。
第三階段開始的標志是1969年M.Minsky和S.Papert所著的《感知機》一書
的出版。該書對單層神經網路進行了深入分析,並且從數學上證明了這種網
絡功能有限,甚至不能解決象"異或"這樣的簡單邏輯運算問題。同時,他們
還發現有許多模式是不能用單層網路訓練的,而多層網路是否可行還很值得
懷疑。
由於M.Minsky在人工智慧領域中的巨大威望,他在論著中作出的悲觀結論
給當時神經網路沿感知機方向的研究潑了一盆冷水。在《感知機》一書出版
後,美國聯邦基金有15年之久沒有資助神經網路方面的研究工作,前蘇聯也
取消了幾項有前途的研究計劃。
但是,即使在這個低潮期里,仍有一些研究者繼續從事神經網路的研究工
作,如美國波士頓大學的S.Grossberg、芬蘭赫爾辛基技術大學的T.Kohonen
以及日本東京大學的甘利俊一等人。他們堅持不懈的工作為神經網路研究的
復興開辟了道路。
4. 第四階段從八十年代初至今。
1982年,美國加州理工學院的生物物理學家J.J.Hopfield採用全互連型
神經網路模型,利用所定義的計算能量函數,成功地求解了計算復雜度為
NP完全型的旅行商問題(Travelling Salesman Problem,簡稱TSP)。這
項突破性進展標志著神經網路方面的研究進入了第四階段,也是蓬勃發展
的階段。
Hopfield模型提出後,許多研究者力圖擴展該模型,使之更接近人腦的
功能特性。1983年,T.Sejnowski和G.Hinton提出了"隱單元"的概念,並且
研製出了Boltzmann機。日本的福島邦房在Rosenblatt的感知機的基礎上,
增加隱層單元,構造出了可以實現聯想學習的"認知機"。Kohonen應用3000
個閾器件構造神經網路實現了二維網路的聯想式學習功能。1986年,
D.Rumelhart和J.McClelland出版了具有轟動性的著作《並行分布處理-認知
微結構的探索》,該書的問世宣告神經網路的研究進入了高潮。
1987年,首屆國際神經網路大會在聖地亞哥召開,國際神經網路聯合會
(INNS)成立。隨後INNS創辦了刊物《Journal Neural Networks》,其他
專業雜志如《Neural Computation》,《IEEE Transactions on Neural
Networks》,《International Journal of Neural Systems》等也紛紛
問世。世界上許多著名大學相繼宣布成立神經計算研究所並制訂有關教育
計劃,許多國家也陸續成立了神經網路學會,並召開了多種地區性、國際性
會議,優秀論著、重大成果不斷涌現。
今天,在經過多年的准備與探索之後,神經網路的研究工作已進入了決
定性的階段。日本、美國及西歐各國均制訂了有關的研究規劃。
日本制訂了一個"人類前沿科學計劃"。這項計劃為期15-20年,僅
初期投資就超過了1萬億日元。在該計劃中,神經網路和腦功能的研究佔有
重要地位,因為所謂"人類前沿科學"首先指的就是有關人類大腦以及通過
借鑒人腦而研製新一代計算機的科學領域。
在美國,神經網路的研究得到了軍方的強有力的支持。美國國防部投資
4億美元,由國防部高級研究計劃局(DAPRA)制訂了一個8年研究計劃,
並成立了相應的組織和指導委員會。同時,海軍研究辦公室(ONR)、空軍
科研辦公室(AFOSR)等也紛紛投入巨額資金進行神經網路的研究。DARPA認
為神經網路"看來是解決機器智能的唯一希望",並認為"這是一項比原子彈
工程更重要的技術"。美國國家科學基金會(NSF)、國家航空航天局(NASA)
等政府機構對神經網路的發展也都非常重視,它們以不同的形式支持了眾多
的研究課題。
歐共體也制訂了相應的研究計劃。在其ESPRIT計劃中,就有一個項目是
"神經網路在歐洲工業中的應用",除了英、德兩國的原子能機構外,還有多
個歐洲大公司卷進這個研究項目,如英國航天航空公司、德國西門子公司等。
此外,西歐一些國家還有自己的研究計劃,如德國從1988年就開始進行一個
叫作"神經資訊理論"的研究計劃。
我國從1986年開始,先後召開了多次非正式的神經網路研討會。1990年
12月,由中國計算機學會、電子學會、人工智慧學會、自動化學會、通信學
會、物理學會、生物物理學會和心理學會等八個學會聯合在北京召開了"中
國神經網路首屆學術會議",從而開創了我國神經網路研究的新紀元。
⑻ 人工神經網路,人工神經網路是什麼意思
一、 人工神經網路的概念
人工神經網路(Artificial Neural Network,ANN)簡稱神經網路(NN),是基於生物學中神經網路的基本原理,在理解和抽象了人腦結構和外界刺激響應機制後,以網路拓撲知識為理論基礎,模擬人腦的神經系統對復雜信息的處理機制的一種數學模型。該模型以並行分布的處理能力、高容錯性、智能化和自學習等能力為特徵,將信息的加工和存儲結合在一起,以其獨特的知識表示方式和智能化的自適應學習能力,引起各學科領域的關注。它實際上是一個有大量簡單元件相互連接而成的復雜網路,具有高度的非線性,能夠進行復雜的邏輯操作和非線性關系實現的系統。
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,稱為激活函數(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(weight),神經網路就是通過這種方式來模擬人類的記憶。網路的輸出則取決於網路的結構、網路的連接方式、權重和激活函數。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。神經網路的構築理念是受到生物的神經網路運作啟發而產生的。人工神經網路則是把對生物神經網路的認識與數學統計模型相結合,藉助數學統計工具來實現。另一方面在人工智慧學的人工感知領域,我們通過數學統計學的方法,使神經網路能夠具備類似於人的決定能力和簡單的判斷能力,這種方法是對傳統邏輯學演算的進一步延伸。
人工神經網路中,神經元處理單元可表示不同的對象,例如特徵、字母、概念,或者一些有意義的抽象模式。網路中處理單元的類型分為三類:輸入單元、輸出單元和隱單元。輸入單元接受外部世界的信號與數據;輸出單元實現系統處理結果的輸出;隱單元是處在輸入和輸出單元之間,不能由系統外部觀察的單元。神經元間的連接權值反映了單元間的連接強度,信息的表示和處理體現在網路處理單元的連接關系中。人工神經網路是一種非程序化、適應性、大腦風格的信息處理,其本質是通過網路的變換和動力學行為得到一種並行分布式的信息處理功能,並在不同程度和層次上模仿人腦神經系統的信息處理功能。
神經網路,是一種應用類似於大腦神經突觸連接結構進行信息處理的數學模型,它是在人類對自身大腦組織結合和思維機制的認識理解基礎之上模擬出來的,它是根植於神經科學、數學、思維科學、人工智慧、統計學、物理學、計算機科學以及工程科學的一門技術。
二、 人工神經網路的發展
神經網路的發展有悠久的歷史。其發展過程大致可以概括為如下4個階段。
1. 第一階段----啟蒙時期
(1)、M-P神經網路模型:20世紀40年代,人們就開始了對神經網路的研究。1943 年,美國心理學家麥克洛奇(Mcculloch)和數學家皮茲(Pitts)提出了M-P模型,此模型比較簡單,但是意義重大。在模型中,通過把神經元看作個功能邏輯器件來實現演算法,從此開創了神經網路模型的理論研究。
(2)、Hebb規則:1949 年,心理學家赫布(Hebb)出版了《The Organization of Behavior》(行為組織學),他在書中提出了突觸連接強度可變的假設。這個假設認為學習過程最終發生在神經元之間的突觸部位,突觸的連接強度隨之突觸前後神經元的活動而變化。這一假設發展成為後來神經網路中非常著名的Hebb規則。這一法則告訴人們,神經元之間突觸的聯系強度是可變的,這種可變性是學習和記憶的基礎。Hebb法則為構造有學習功能的神經網路模型奠定了基礎。
(3)、感知器模型:1957 年,羅森勃拉特(Rosenblatt)以M-P 模型為基礎,提出了感知器(Perceptron)模型。感知器模型具有現代神經網路的基本原則,並且它的結構非常符合神經生理學。這是一個具有連續可調權值矢量的MP神經網路模型,經過訓練可以達到對一定的輸入矢量模式進行分類和識別的目的,它雖然比較簡單,卻是第一個真正意義上的神經網路。Rosenblatt 證明了兩層感知器能夠對輸入進行分類,他還提出了帶隱層處理元件的三層感知器這一重要的研究方向。Rosenblatt 的神經網路模型包含了一些現代神經計算機的基本原理,從而形成神經網路方法和技術的重大突破。
(4)、ADALINE網路模型: 1959年,美國著名工程師威德羅(B.Widrow)和霍夫(M.Hoff)等人提出了自適應線性元件(Adaptive linear element,簡稱Adaline)和Widrow-Hoff學習規則(又稱最小均方差演算法或稱δ規則)的神經網路訓練方法,並將其應用於實際工程,成為第一個用於解決實際問題的人工神經網路,促進了神經網路的研究應用和發展。ADALINE網路模型是一種連續取值的自適應線性神經元網路模型,可以用於自適應系統。
2. 第二階段----低潮時期
人工智慧的創始人之一Minsky和Papert對以感知器為代表的網路系統的功能及局限性從數學上做了深入研究,於1969年發表了轟動一時《Perceptrons》一書,指出簡單的線性感知器的功能是有限的,它無法解決線性不可分的兩類樣本的分類問題,如簡單的線性感知器不可能實現「異或」的邏輯關系等。這一論斷給當時人工神經元網路的研究帶來沉重的打擊。開始了神經網路發展史上長達10年的低潮期。
(1)、自組織神經網路SOM模型:1972年,芬蘭的KohonenT.教授,提出了自組織神經網路SOM(Self-Organizing feature map)。後來的神經網路主要是根據KohonenT.的工作來實現的。SOM網路是一類無導師學習網路,主要用於模式識別﹑語音識別及分類問題。它採用一種「勝者為王」的競爭學習演算法,與先前提出的感知器有很大的不同,同時它的學習訓練方式是無指導訓練,是一種自組織網路。這種學習訓練方式往往是在不知道有哪些分類類型存在時,用作提取分類信息的一種訓練。
(2)、自適應共振理論ART:1976年,美國Grossberg教授提出了著名的自適應共振理論ART(Adaptive Resonance Theory),其學習過程具有自組織和自穩定的特徵。
3. 第三階段----復興時期
(1)、Hopfield模型:1982年,美國物理學家霍普菲爾德(Hopfield)提出了一種離散神經網路,即離散Hopfield網路,從而有力地推動了神經網路的研究。在網路中,它首次將李雅普諾夫(Lyapunov)函數引入其中,後來的研究學者也將Lyapunov函數稱為能量函數。證明了網路的穩定性。1984年,Hopfield 又提出了一種連續神經網路,將網路中神經元的激活函數由離散型改為連續型。1985 年,Hopfield和Tank利用Hopfield神經網路解決了著名的旅行推銷商問題(Travelling Salesman Problem)。Hopfield神經網路是一組非線性微分方程。Hopfield的模型不僅對人工神經網路信息存儲和提取功能進行了非線性數學概括,提出了動力方程和學習方程,還對網路演算法提供了重要公式和參數,使人工神經網路的構造和學習有了理論指導,在Hopfield模型的影響下,大量學者又激發起研究神經網路的熱情,積極投身於這一學術領域中。因為Hopfield 神經網路在眾多方面具有巨大潛力,所以人們對神經網路的研究十分地重視,更多的人開始了研究神經網路,極大地推動了神經網路的發展。
(2)、Boltzmann機模型:1983年,Kirkpatrick等人認識到模擬退火演算法可用於NP完全組合優化問題的求解,這種模擬高溫物體退火過程來找尋全局最優解的方法最早由Metropli等人1953年提出的。1984年,Hinton與年輕學者Sejnowski等合作提出了大規模並行網路學習機,並明確提出隱單元的概念,這種學習機後來被稱為Boltzmann機。
Hinton和Sejnowsky利用統計物理學的感念和方法,首次提出的多層網路的學習演算法,稱為Boltzmann 機模型。
(3)、BP神經網路模型:1986年,儒默哈特(D.E.Ru melhart)等人在多層神經網路模型的基礎上,提出了多層神經網路權值修正的反向傳播學習演算法----BP演算法(Error Back-Propagation),解決了多層前向神經網路的學習問題,證明了多層神經網路具有很強的學習能力,它可以完成許多學習任務,解決許多實際問題。
(4)、並行分布處理理論:1986年,由Rumelhart和McCkekkand主編的《Parallel Distributed Processing:Exploration in the Microstructures of Cognition》,該書中,他們建立了並行分布處理理論,主要致力於認知的微觀研究,同時對具有非線性連續轉移函數的多層前饋網路的誤差反向傳播演算法即BP演算法進行了詳盡的分析,解決了長期以來沒有權值調整有效演算法的難題。可以求解感知機所不能解決的問題,回答了《Perceptrons》一書中關於神經網路局限性的問題,從實踐上證實了人工神經網路有很強的運算能力。
(5)、細胞神經網路模型:1988年,Chua和Yang提出了細胞神經網路(CNN)模型,它是一個細胞自動機特性的大規模非線性計算機模擬系統。Kosko建立了雙向聯想存儲模型(BAM),它具有非監督學習能力。
(6)、Darwinism模型:Edelman提出的Darwinism模型在90年代初產生了很大的影響,他建立了一種神經網路系統理論。
(7)、1988年,Linsker對感知機網路提出了新的自組織理論,並在Shanon資訊理論的基礎上形成了最大互信息理論,從而點燃了基於NN的信息應用理論的光芒。
(8)、1988年,Broomhead和Lowe用徑向基函數(Radialbasis function, RBF)提出分層網路的設計方法,從而將NN的設計與數值分析和線性適應濾波相掛鉤。
(9)、1991年,Haken把協同引入神經網路,在他的理論框架中,他認為,認知過程是自發的,並斷言模式識別過程即是模式形成過程。
(10)、1994年,廖曉昕關於細胞神經網路的數學理論與基礎的提出,帶來了這個領域新的進展。通過拓廣神經網路的激活函數類,給出了更一般的時滯細胞神經網路(DCNN)、Hopfield神經網路(HNN)、雙向聯想記憶網路(BAM)模型。
(11)、90年代初,Vapnik等提出了支持向量機(Supportvector machines, SVM)和VC(Vapnik-Chervonenkis)維數的概念。
經過多年的發展,已有上百種的神經網路模型被提出。