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神經網路演算法分類演算法

發布時間:2022-09-02 17:06:46

Ⅰ 神經網路演算法是什麼

Introction
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神經網路是新技術領域中的一個時尚詞彙。很多人聽過這個詞,但很少人真正明白它是什麼。本文的目的是介紹所有關於神經網路的基本包括它的功能、一般結構、相關術語、類型及其應用。

「神經網路」這個詞實際是來自於生物學,而我們所指的神經網路正確的名稱應該是「人工神經網路(ANNs)」。在本文,我會同時使用這兩個互換的術語。

一個真正的神經網路是由數個至數十億個被稱為神經元的細胞(組成我們大腦的微小細胞)所組成,它們以不同方式連接而型成網路。人工神經網路就是嘗試模擬這種生物學上的體系結構及其操作。在這里有一個難題:我們對生物學上的神經網路知道的不多!因此,不同類型之間的神經網路體系結構有很大的不同,我們所知道的只是神經元基本的結構。

The neuron
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雖然已經確認在我們的大腦中有大約50至500種不同的神經元,但它們大部份都是基於基本神經元的特別細胞。基本神經元包含有synapses、soma、axon及dendrites。Synapses負責神經元之間的連接,它們不是直接物理上連接的,而是它們之間有一個很小的空隙允許電子訊號從一個神經元跳到另一個神經元。然後這些電子訊號會交給soma處理及以其內部電子訊號將處理結果傳遞給axon。而axon會將這些訊號分發給dendrites。最後,dendrites帶著這些訊號再交給其它的synapses,再繼續下一個循環。

如同生物學上的基本神經元,人工的神經網路也有基本的神經元。每個神經元有特定數量的輸入,也會為每個神經元設定權重(weight)。權重是對所輸入的資料的重要性的一個指標。然後,神經元會計算出權重合計值(net value),而權重合計值就是將所有輸入乘以它們的權重的合計。每個神經元都有它們各自的臨界值(threshold),而當權重合計值大於臨界值時,神經元會輸出1。相反,則輸出0。最後,輸出會被傳送給與該神經元連接的其它神經元繼續剩餘的計算。

Learning
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正如上述所寫,問題的核心是權重及臨界值是該如何設定的呢?世界上有很多不同的訓練方式,就如網路類型一樣多。但有些比較出名的包括back-propagation, delta rule及Kohonen訓練模式。

由於結構體系的不同,訓練的規則也不相同,但大部份的規則可以被分為二大類別 - 監管的及非監管的。監管方式的訓練規則需要「教師」告訴他們特定的輸入應該作出怎樣的輸出。然後訓練規則會調整所有需要的權重值(這是網路中是非常復雜的),而整個過程會重頭開始直至數據可以被網路正確的分析出來。監管方式的訓練模式包括有back-propagation及delta rule。非監管方式的規則無需教師,因為他們所產生的輸出會被進一步評估。

Architecture
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在神經網路中,遵守明確的規則一詞是最「模糊不清」的。因為有太多不同種類的網路,由簡單的布爾網路(Perceptrons),至復雜的自我調整網路(Kohonen),至熱動態性網路模型(Boltzmann machines)!而這些,都遵守一個網路體系結構的標准。

一個網路包括有多個神經元「層」,輸入層、隱蔽層及輸出層。輸入層負責接收輸入及分發到隱蔽層(因為用戶看不見這些層,所以見做隱蔽層)。這些隱蔽層負責所需的計算及輸出結果給輸出層,而用戶則可以看到最終結果。現在,為免混淆,不會在這里更深入的探討體系結構這一話題。對於不同神經網路的更多詳細資料可以看Generation5 essays

盡管我們討論過神經元、訓練及體系結構,但我們還不清楚神經網路實際做些什麼。

The Function of ANNs
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神經網路被設計為與圖案一起工作 - 它們可以被分為分類式或聯想式。分類式網路可以接受一組數,然後將其分類。例如ONR程序接受一個數字的影象而輸出這個數字。或者PPDA32程序接受一個坐標而將它分類成A類或B類(類別是由所提供的訓練決定的)。更多實際用途可以看Applications in the Military中的軍事雷達,該雷達可以分別出車輛或樹。

聯想模式接受一組數而輸出另一組。例如HIR程序接受一個『臟』圖像而輸出一個它所學過而最接近的一個圖像。聯想模式更可應用於復雜的應用程序,如簽名、面部、指紋識別等。

The Ups and Downs of Neural Networks
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神經網路在這個領域中有很多優點,使得它越來越流行。它在類型分類/識別方面非常出色。神經網路可以處理例外及不正常的輸入數據,這對於很多系統都很重要(例如雷達及聲波定位系統)。很多神經網路都是模仿生物神經網路的,即是他們仿照大腦的運作方式工作。神經網路也得助於神經系統科學的發展,使它可以像人類一樣准確地辨別物件而有電腦的速度!前途是光明的,但現在...

是的,神經網路也有些不好的地方。這通常都是因為缺乏足夠強大的硬體。神經網路的力量源自於以並行方式處理資訊,即是同時處理多項數據。因此,要一個串列的機器模擬並行處理是非常耗時的。

神經網路的另一個問題是對某一個問題構建網路所定義的條件不足 - 有太多因素需要考慮:訓練的演算法、體系結構、每層的神經元個數、有多少層、數據的表現等,還有其它更多因素。因此,隨著時間越來越重要,大部份公司不可能負擔重復的開發神經網路去有效地解決問題。

NN 神經網路,Neural Network
ANNs 人工神經網路,Artificial Neural Networks
neurons 神經元
synapses 神經鍵
self-organizing networks 自我調整網路
networks modelling thermodynamic properties 熱動態性網路模型

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
網格演算法我沒聽說過
好像只有網格計算這個詞

網格計算是伴隨著互聯網技術而迅速發展起來的,專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互聯網把分散在不同地理位置的電腦組織成一個「虛擬的超級計算機」,其中每一台參與計算的計算機就是一個「節點」,而整個計算是由成千上萬個「節點」組成的「一張網格」, 所以這種計算方式叫網格計算。這樣組織起來的「虛擬的超級計算機」有兩個優勢,一個是數據處理能力超強;另一個是能充分利用網上的閑置處理能力。簡單地講,網格是把整個網路整合成一台巨大的超級計算機,實現計算資源、存儲資源、數據資源、信息資源、知識資源、專家資源的全面共享。

Ⅱ 機器學習之人工神經網路演算法

機器學習中有一個重要的演算法,那就是人工神經網路演算法,聽到這個名稱相信大家能夠想到人體中的神經。其實這種演算法和人工神經有一點點相似。當然,這種演算法能夠解決很多的問題,因此在機器學習中有著很高的地位。下面我們就給大家介紹一下關於人工神經網路演算法的知識。
1.神經網路的來源
我們聽到神經網路的時候也時候近一段時間,其實神經網路出現有了一段時間了。神經網路的誕生起源於對大腦工作機理的研究。早期生物界學者們使用神經網路來模擬大腦。機器學習的學者們使用神經網路進行機器學習的實驗,發現在視覺與語音的識別上效果都相當好。在BP演算法誕生以後,神經網路的發展進入了一個熱潮。
2.神經網路的原理
那麼神經網路的學習機理是什麼?簡單來說,就是分解與整合。一個復雜的圖像變成了大量的細節進入神經元,神經元處理以後再進行整合,最後得出了看到的是正確的結論。這就是大腦視覺識別的機理,也是神經網路工作的機理。所以可以看出神經網路有很明顯的優點。
3.神經網路的邏輯架構
讓我們看一個簡單的神經網路的邏輯架構。在這個網路中,分成輸入層,隱藏層,和輸出層。輸入層負責接收信號,隱藏層負責對數據的分解與處理,最後的結果被整合到輸出層。每層中的一個圓代表一個處理單元,可以認為是模擬了一個神經元,若干個處理單元組成了一個層,若干個層再組成了一個網路,也就是」神經網路」。在神經網路中,每個處理單元事實上就是一個邏輯回歸模型,邏輯回歸模型接收上層的輸入,把模型的預測結果作為輸出傳輸到下一個層次。通過這樣的過程,神經網路可以完成非常復雜的非線性分類。
4.神經網路的應用。
圖像識別領域是神經網路中的一個著名應用,這個程序是一個基於多個隱層構建的神經網路。通過這個程序可以識別多種手寫數字,並且達到很高的識別精度與擁有較好的魯棒性。可以看出,隨著層次的不斷深入,越深的層次處理的細節越低。但是進入90年代,神經網路的發展進入了一個瓶頸期。其主要原因是盡管有BP演算法的加速,神經網路的訓練過程仍然很困難。因此90年代後期支持向量機演算法取代了神經網路的地位。
在這篇文章中我們大家介紹了關於神經網路的相關知識,具體的內容就是神經網路的起源、神經網路的原理、神經網路的邏輯架構和神經網路的應用,相信大家看到這里對神經網路知識有了一定的了解,希望這篇文章能夠幫助到大家。

Ⅲ rbf神經網路演算法是什麼

RBF神經網路演算法是由三層結構組成,輸入層至隱層為非線性的空間變換,一般選用徑向基函數的高斯函數進行運算;從隱層至輸出層為線性空間變換,即矩陣與矩陣之間的變換。

RBF神經網路進行數據運算時需要確認聚類中心點的位置及隱層至輸出層的權重。通常,選用K-means聚類演算法或最小正交二乘法對數據大量的進行訓練得出聚類中心矩陣和權重矩陣。

一般情況下,最小正交二乘法聚類中心點的位置是給定的,因此比較適合分布相對規律的數據。而K-means聚類演算法則會自主選取聚類中心,進行無監督分類學習,從而完成空間映射關系。

RBF網路特點

RBF網路能夠逼近任意非線性的函數(因為使用的是一個局部的激活函數。在中心點附近有最大的反應;越接近中心點則反應最大,遠離反應成指數遞減;就相當於每個神經元都對應不同的感知域)。

可以處理系統內難以解析的規律性,具有很好的泛化能力,並且具有較快的學習速度。

有很快的學習收斂速度,已成功應用於非線性函數逼近、時間序列分析、數據分類、模式識別、信息處理、圖像處理、系統建模、控制和故障診斷等。

當網路的一個或多個可調參數(權值或閾值)對任何一個輸出都有影響時,這樣的網路稱為全局逼近網路。由於對於每次輸入,網路上的每一個權值都要調整,從而導致全局逼近網路的學習速度很慢,比如BP網路。

Ⅳ 神經網路模型有幾種分類方法,試給出一種分類

神經網路模型的分類人工神經網路的模型很多,可以按照不同的方法進行分類。其中,常見的兩種分類方法是,按照網路連接的拓樸結構分類和按照網路內部的信息流向分類。1 按照網路拓樸結構分類網路的拓樸結構,即神經元之間的連接方式。按此劃分,可將神經網路結構分為兩大類:層次型結構和互聯型結構。層次型結構的神經網路將神經元按功能和順序的不同分為輸出層、中間層(隱層)、輸出層。輸出層各神經元負責接收來自外界的輸入信息,並傳給中間各隱層神經元;隱層是神經網路的內部信息處理層,負責信息變換。根據需要可設計為一層或多層;最後一個隱層將信息傳遞給輸出層神經元經進一步處理後向外界輸出信息處理結果。 而互連型網路結構中,任意兩個節點之間都可能存在連接路徑,因此可以根據網路中節點的連接程度將互連型網路細分為三種情況:全互連型、局部互連型和稀疏連接型2 按照網路信息流向分類從神經網路內部信息傳遞方向來看,可以分為兩種類型:前饋型網路和反饋型網路。單純前饋網路的結構與分層網路結構相同,前饋是因網路信息處理的方向是從輸入層到各隱層再到輸出層逐層進行而得名的。前饋型網路中前一層的輸出是下一層的輸入,信息的處理具有逐層傳遞進行的方向性,一般不存在反饋環路。因此這類網路很容易串聯起來建立多層前饋網路。反饋型網路的結構與單層全互連結構網路相同。在反饋型網路中的所有節點都具有信息處理功能,而且每個節點既可以從外界接受輸入,同時又可以向外界輸出。

Ⅳ 神經網路演算法原理

一共有四種演算法及原理,如下所示:

1、自適應諧振理論(ART)網路

自適應諧振理論(ART)網路具有不同的方案。一個ART-1網路含有兩層一個輸入層和一個輸出層。這兩層完全互連,該連接沿著正向(自底向上)和反饋(自頂向下)兩個方向進行。

2、學習矢量量化(LVQ)網路

學習矢量量化(LVQ)網路,它由三層神經元組成,即輸入轉換層、隱含層和輸出層。該網路在輸入層與隱含層之間為完全連接,而在隱含層與輸出層之間為部分連接,每個輸出神經元與隱含神經元的不同組相連接。

3、Kohonen網路

Kohonen網路或自組織特徵映射網路含有兩層,一個輸入緩沖層用於接收輸入模式,另一個為輸出層,輸出層的神經元一般按正則二維陣列排列,每個輸出神經元連接至所有輸入神經元。連接權值形成與已知輸出神經元相連的參考矢量的分量。

4、Hopfield網路

Hopfield網路是一種典型的遞歸網路,這種網路通常只接受二進制輸入(0或1)以及雙極輸入(+1或-1)。它含有一個單層神經元,每個神經元與所有其他神經元連接,形成遞歸結構。

(5)神經網路演算法分類演算法擴展閱讀:

人工神經網路演算法的歷史背景:

該演算法系統是 20 世紀 40 年代後出現的。它是由眾多的神經元可調的連接權值連接而成,具有大規模並行處理、分布式信息存儲、良好的自組織自學習能力等特點。

BP演算法又稱為誤差反向傳播演算法,是人工神經網路中的一種監督式的學習演算法。BP 神經網路演算法在理論上可以逼近任意函數,基本的結構由非線性變化單元組成,具有很強的非線性映射能力。

而且網路的中間層數、各層的處理單元數及網路的學習系數等參數可根據具體情況設定,靈活性很大,在優化、信號處理與模式識別、智能控制、故障診斷等許 多領域都有著廣泛的應用前景。

Ⅵ 人工神經網路目標檢測識別演算法分類

1、基於區域建議的目標檢測和識別演算法
2、基於回歸的目標檢測和識別演算法
3、基於收索的目標檢測和識別演算法

Ⅶ 神經網路的具體演算法

神經網路和粗集理論是智能信息處理的兩種重要的方法,其任務是從大量觀察和實驗數據中獲取知識、表達知識和推理決策規則。粗集理論是基於不可分辯性思想和知識簡化方法,從數據中推理邏輯規則,適合於數據簡化、數據相關性查找、發現數據模式、從數據中提取規則等。神經網路是利用非線性映射的思想和並行處理方法,用神經網路本身的結構表達輸入與輸出關聯知識的隱函數編碼,具有較強的並行處理、逼近和分類能力。在處理不準確、不完整的知識方面,粗集理論和神經網路都顯示出較強的適應能力,然而兩者處理信息的方法是不同的,粗集方法模擬人類的抽象邏輯思維,神經網路方法模擬形象直覺思維,具有很強的互補性。
首先,通過粗集理論方法減少信息表達的屬性數量,去掉冗餘信息,使訓練集簡化,減少神經網路系統的復雜性和訓練時間;其次利用神經網路優良的並行處理、逼近和分類能力來處理風險預警這類非線性問題,具有較強的容錯能力;再次,粗集理論在簡化知識的同時,很容易推理出決策規則,因而可以作為後續使用中的信息識別規則,將粗集得到的結果與神經網路得到的結果相比較,以便相互驗證;最後,粗集理論的方法和結果簡單易懂,而且以規則的形式給出,通過與神經網路結合,使神經網路也具有一定的解釋能力。因此,粗集理論與神經網路融合方法具有許多優點,非常適合處理諸如企業戰略風險預警這類非結構化、非線性的復雜問題。

關於輸入的問題--輸入模塊。
這一階段包括初始指標體系確定,根據所確定的指標體系而形成的數據採集系統及數據預處理。企業戰略風險的初始評價指標如下:
企業外部因素:政治環境(法律法規及其穩定性),經濟環境(社會總體收入水平,物價水平,經濟增長率),產業結構(進入產業障礙,競爭對手數量及集中程度),市場環境(市場大小)。
企業內部因素:企業盈利能力(銷售利潤率,企業利潤增長率),產品競爭能力(產品銷售率,市場佔有率),技術開發能力(技術開發費比率,企業專業技術人才比重),資金籌措能力(融資率),企業職工凝聚力(企業員工流動率),管理人才資源,信息資源;戰略本身的風險因素(戰略目標,戰略重點,戰略措施,戰略方針)。
本文所建立的預警指標系統是針對普遍意義上的企業,當該指標系統運用於實際企業時,需要對具體指標進行適當的增加或減少。因為各個企業有其具體的戰略目標、經營活動等特性。
計算處理模塊。這一模塊主要包括粗集處理部分和神經網路處理部分。
粗集處理階段。根據粗集的簡化規則及決策規則對數據進行約簡,構造神經網路的初始結構,便於神經網路的訓練。
企業戰略風險分析需要解決的問題是在保證對戰略風險狀態評價一致的情況下,選擇最少的特徵集,以便減少屬性維數、降低計算工作量和減少不確定因素的影響,粗集理論中的屬性約簡演算法可以很好地解決這個問題。

然後是輸出模塊~
該模塊是對將發生的戰略風險問題發出警報。
按照戰略風險大小強弱程度的不同,可將其分為三個層次。第一層次是輕微戰略風險,是損失較小、後果不甚明顯,對企業的戰略管理活動不構成重要影響的各類風險。這類風險一般情況下無礙大局,僅對企業形成局部和微小的傷害。第二層次是一般戰略風險,是損失適中、後果明顯但不構成致命性威脅的各類風險。這類風險的直接後果使企業遭受一定損失,並對其戰略管理的某些方面帶來較大的不利影響或留有一定後遺症。第三層次是致命性戰略風險,指損失較大,後果嚴重的風險。這類風險的直接後果往往會威脅企業的生存,導致重大損失,使之一時不能恢復或遭受破產。在實際操作中,每個企業應根據具體的狀況,將這三個層次以具體的數值表現出來。

下面回答你的問題:

總的來說,神經網路輸入的是初始指標體系;輸出的是風險。

你所說的風險應該說屬於輸出范疇,具體等級分為三級:無警、輕警、重警,並用綠、黃、紅三種顏色燈號表示。其中綠燈區表示企業綜合指標所反映的實際運行值與目標值基本一致,運行良好;黃燈區表示企業綜合指標所反映的實際運行值與目標值偏離較大,要引起企業的警惕。若採取一定的措施可轉為綠燈區,若不重視可在短期內轉為紅燈區;紅燈區則表示這種偏離超過企業接受的可能,並給企業帶來整體性的重大損失。例如:銷售利潤率極低、資產負債率過高,資源配置不合理、缺乏發展後勁等,必須找出原因,繼而採取有效措施,使企業的戰略管理活動始終處於「安全」的狀態。

希望以上答案能夠幫到你,祝你好運~

Ⅷ 神經網路是回歸演算法還是分類演算法

是屬於分類演算法的

Ⅸ  人工神經網路分類方法

從20世紀80年代末期,人工神經網路方法開始應用於遙感圖像的自動分類。目前,在遙感圖像的自動分類方面,應用和研究比較多的人工神經網路方法主要有以下幾種:

(1)BP(Back Propagation)神經網路,這是一種應用較廣泛的前饋式網路,屬於有監督分類演算法,它將先驗知識融於網路學習之中,加以最大限度地利用,適應性好,在類別數少的情況下能夠得到相當高的精度,但是其網路的學習主要採用誤差修正演算法,識別對象種類多時,隨著網路規模的擴大,需要的計算過程較長,收斂緩慢而不穩定,且識別精度難以達到要求。

(2)Hopfield神經網路。屬於反饋式網路。主要採用Hebb規則進行學習,一般情況下計算的收斂速度較快。這種網路是美國物理學家J.J.Hopfield於1982年首先提出的,它主要用於模擬生物神經網路的記憶機理。Hopfield神經網路狀態的演變過程是一個非線性動力學系統,可以用一組非線性差分方程來描述。系統的穩定性可用所謂的「能量函數」進行分析,在滿足一定條件下,某種「能量函數」的能量在網路運行過程中不斷地減少,最後趨於穩定的平衡狀態。Hopfield網路的演變過程是一種計算聯想記憶或求解優化問題的過程。

(3)Kohonen網路。這是一種由芬蘭赫爾辛基大學神經網路專家Kohonen(1981)提出的自組織神經網路,其採用了無導師信息的學習演算法,這種學習演算法僅根據輸入數據的屬性而調整權值,進而完成向環境學習、自動分類和聚類等任務。其最大的優點是最終的各個相鄰聚類之間是有相似關系的,即使識別時把樣本映射到了一個錯誤的節點,它也傾向於被識別成同一個因素或者一個相近的因素,這就十分接近人的識別特性。

Ⅹ 卷積神經網路演算法是什麼

一維構築、二維構築、全卷積構築。

卷積神經網路(Convolutional Neural Networks, CNN)是一類包含卷積計算且具有深度結構的前饋神經網路(Feedforward Neural Networks),是深度學習(deep learning)的代表演算法之一。

卷積神經網路具有表徵學習(representation learning)能力,能夠按其階層結構對輸入信息進行平移不變分類(shift-invariant classification),因此也被稱為「平移不變人工神經網路(Shift-Invariant Artificial Neural Networks, SIANN)」。

卷積神經網路的連接性:

卷積神經網路中卷積層間的連接被稱為稀疏連接(sparse connection),即相比於前饋神經網路中的全連接,卷積層中的神經元僅與其相鄰層的部分,而非全部神經元相連。具體地,卷積神經網路第l層特徵圖中的任意一個像素(神經元)都僅是l-1層中卷積核所定義的感受野內的像素的線性組合。

卷積神經網路的稀疏連接具有正則化的效果,提高了網路結構的穩定性和泛化能力,避免過度擬合,同時,稀疏連接減少了權重參數的總量,有利於神經網路的快速學習,和在計算時減少內存開銷。

卷積神經網路中特徵圖同一通道內的所有像素共享一組卷積核權重系數,該性質被稱為權重共享(weight sharing)。權重共享將卷積神經網路和其它包含局部連接結構的神經網路相區分,後者雖然使用了稀疏連接,但不同連接的權重是不同的。權重共享和稀疏連接一樣,減少了卷積神經網路的參數總量,並具有正則化的效果。

在全連接網路視角下,卷積神經網路的稀疏連接和權重共享可以被視為兩個無限強的先驗(pirior),即一個隱含層神經元在其感受野之外的所有權重系數恆為0(但感受野可以在空間移動);且在一個通道內,所有神經元的權重系數相同。

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