浙江大学人工神经网络课件-完整版

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《人工神经网络》课件

《人工神经网络》课件
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动量法:在梯度下降法的基础上,引入动量项,加速收敛速 度
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RMSProp:在AdaGrad的基础上,引入指数加权移动平 均,提高了算法的稳定性和收敛速度
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随机梯度下降法:在梯度下降法的基础上,每次只使用一个 样本进行更新,提高了训练速度
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AdaGrad:自适应学习率算法,根据历史梯度的平方和来 调整学习率,解决了学习率衰减的问题
情感分析:分析文本中的情感 倾向,如正面评价、负面评价 等
推荐系统
推荐系统是一种基于用户历史行为 和偏好的个性化推荐服务
推荐算法:协同过滤、深度学习、 矩阵分解等
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应用场景:电商、社交媒体、视频 网站等
应用效果:提高用户满意度、增加 用户粘性、提高转化率等
Part Six
类型:Sigmoid、 Tanh、ReLU等
特点:非线性、可 微分
应用:深度学习、 机器学习等领域
权重调整
权重调整的目的:优化神经网络的性能 权重调整的方法:梯度下降法、随机梯度下降法等 权重调整的步骤:计算损失函数、计算梯度、更新权重 权重调整的影响因素:学习率、批次大小、优化器等
Part Four
《人工神经网络》PPT 课件
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汇报人:
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 神 经 网 络 基 础 知 识 05 神 经 网 络 应 用 案 例 07 未 来 发 展 趋 势 与 挑 战
02 人 工 神 经 网 络 概 述 04 人 工 神 经 网 络 算 法 06 神 经 网 络 优 化 与 改 进
深度学习算法
卷积神经网络(CNN):用于图像处理和识别 循环神经网络(RNN):用于处理序列数据,如语音识别和自然语言处理 长短期记忆网络(LSTM):改进的RNN,用于处理长序列数据 生成对抗网络(GAN):用于生成新数据,如图像生成和文本生成

人工神经网络教学课件

人工神经网络教学课件
2006年
Hinton等人提出了深度学习的概念,使得神经网络的层次和参数数量大大增加,提高了模型的表示能力和泛化能力。
1997年
Bengio等人提出了卷积神经网络(CNN),用于图像识别和处理。
感知机模型:由输入层、隐藏层和输出层组成,通过权重和激活函数实现非线性映射,完成分类或识别任务。
人工神经网络的基本结构
人工神经网络教学课件
目录
CONTENTS
人工神经网络简介人工神经网络的基本结构常见的人工神经网络模型人工神经网络的训练与优化人工神经网络的应用场景人工神经网络的未来展望
人工神经网络简介
人工神经网络是一种模拟生物神经网络结构和功能的计算模型,由多个神经元相互连接而成,通过训练和学习来处理和识别数据。
适用于小样本数据集和高维数据集
支持向量机在小样本数据集和高维数据集上表现良好,因为它主要基于数据的内积运算,而不是计算输入空间中的距离。这使得它在文本分类、生物信息学等领域得到广泛应用。
核函数的选择对模型性能影响较大
支持向量机通过核函数将输入空间映射到高维特征空间,然后在这个空间中找到最优决策边界。不同的核函数会导致不同的决策边界,因此选择合适的核函数对模型性能至关重要。
总结词
自然语言处理是人工神经网络的另一个应用领域,通过训练神经网络理解和生成自然语言文本,实现文本分类、情感分析、机器翻译等功能。
自然语言处理是利用人工神经网络对自然语言文本进行分析、理解和生成,广泛应用于搜索引擎、智能问答、新闻推荐等领域。通过训练神经网络理解和生成自然语言文本,可以实现文本分类、情感分析、机器翻译等功能,提高自然语言处理的准确性和效率。
人工神经网络具有自适应性、非线性、并行处理和鲁棒性等特点,能够处理复杂的模式识别和预测问题。

《人工神经网络》课件

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拟牛顿法
改进牛顿法的不足,使用正定矩阵近 似Hessian矩阵,提高优化效率。
共轭梯度法
结合梯度下降法和共轭方向的思想, 在每一步迭代中选择合适的共轭方向 进行搜索。
遗传算法
模拟生物进化过程的优化算法,通过 选择、交叉、变异等操作寻找最优解 。
正则化技术
L1正则化
对权重参数的绝对值进行惩罚总结词
自然语言处理是利用人工神经网络对自然语言文本进行分析和处理的技术。
详细描述
自然语言处理是实现人机文本交互的关键技术之一,通过训练神经网络对大量文本数据进 行学习,可以实现对文本的自动分类、情感分析、机器翻译等功能。
具体应用
在社交媒体领域,自然语言处理技术可以用于情感分析和舆情监控;在新闻媒体领域,可 以用于新闻分类和摘要生成;在机器翻译领域,可以用于实现多语言之间的自动翻译。
06
人工神经网络的未 来展望
新型神经网络模型的研究
持续探索新型神经网络模型
随着技术的不断发展,新型神经网络模型的研究将不断涌现,以解决传统模型无法处理 的复杂问题。这些新型模型可能包括更复杂的拓扑结构、更高效的参数优化方法等。
结合领域知识进行模型设计
未来的神经网络模型将更加注重与领域知识的结合,以提高模型的针对性和实用性。例 如,在医疗领域,结合医学影像和病理学知识的神经网络模型能够更准确地辅助医生进
THANKS
感谢您的观看
文字、人脸等目标的技术。
02 03
详细描述
图像识别是人工神经网络应用的重要领域之一,通过训练神经网络对大 量图像数据进行学习,可以实现对图像的自动分类、目标检测、人脸识 别等功能。
具体应用
在安防领域,图像识别技术可以用于人脸识别和视频监控;在医疗领域 ,可以用于医学影像分析;在电商领域,可以用于商品图片的自动分类 和检索。

第6章人工神经网络算法ppt课件

第6章人工神经网络算法ppt课件
1.基本概念 1.3 主要的神经网络模型 目前使用的比较典型的一些神经网络模型主要有以下几类:
4.随机型神经网络 随机型神经网络其基本思想是:不但让网络的误差和能量函数向减小的方
向变化,而且还可按某种方式向增大的方向变化,目的是使网络有可能跳出局部 极小值而向全局最小点收敛。随机型神经网络的典型算法是模拟退火算法。
曲线越陡。
六、人工神经网络算法
1.基本概念 1.2 人工神经元模型 神经元采用了不同的激活函数,使得神经元具有不同的信息处理特性,并且
神经元的信息处理特性是决定神经网络整体性能的主要因素之一。 下面介绍四种常用的激活函数形式:
(4)高斯函数。高斯函数(也称钟型函数)也是极为重要的一类激活函数,常用 于径向基神经网络(RBF网络),其表达式为:
通过调整权值和阈值,使得误差能量达到最小时,网络趋于稳定状态,学习
结束。
(1)输出层与隐含层之间的权值调整。对每一个 wjk 的修正值为:
w jk
E
w jk
E
netk
netk w jk
J
式中: 为学习步长,取值介于(0,1),对式 netk wjkOj 求偏导得:
j0
netk wjk
Oj
x1
w1i
x2
w2ifΒιβλιοθήκη yixnwni
x0 1
六、人工神经网络算法
1.基本概念 1.2 人工神经元模型 在神经元中,对信号进行处理采用的是数学函数,通常称为激活函数、激励
函数或挤压函数,其输入、输出关系可描述为
u j
f
n
wij xi
j
i1
y f uj
式中xi i 1,2,,n是从其它神经元传来的输入信号; j 是该神经元的阈值;

人工神经网络理论和应用ppt课件

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人工神经网络理论与应用
第七章 神经网络基础知识
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1
神经网络基础知识
7. 1 生物神经元及人工神经元的组成 7. 2 人工神经网络的模型
7 .2 .1 人工神经元的模型 7 .2 .2 常用的激活转移函数 7 .2 .3 MP模型神经元
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2
7.1 生物神经元及人工神经元的组成
3
神经元结构与功能
• 细胞体由细胞核、细胞质和细胞膜等组成,其直 径大约为0.5--100μm,大小不等。细胞体是神经 元的主体,用于处理由树突接受的其它神经元传 来的信号;
• 轴突是由细胞体向外延伸出的所有纤维中最长的 一条分枝,用来向外传递神经元产生的输出电信 号。每个神经元都有一条轴突,其最大长度可达 1m以上。在轴突的末端形成了许多很细的分枝, 这些分支叫神经末梢。每一条神经末梢可以与其 它神经元形成功能性接触,该接触部位称为突触。 所谓功能性接触,是指非永久性的接触,这正是 神经元之间传递信息的奥秘之处。
• 人脑神经系统的记忆和处理功能是有机的结合在一起的。神经元既有 存储功能,又有处理功能,它在进行回忆时不仅不需要先找到存储地 址再调出所存内容,而且还可以由一部分内容恢复全部内容。尤其是 当一部分神经元受到损坏(例如脑部受伤等)时,它只会丢失损坏最 严重部分的那些信息,而不会丢失全部存储信息。
• (2) 高度并行性(为什么计算机无法模拟更多的神经元,如果有100
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4
神经元结构与功能
• 树突是指由细胞体向外延伸的除轴突以外的 其它所有分支。树突的长度一般较短,但数 量很多,它是神经元的输入端,用于接受从 其它神经元的突触传来的信号。
• 神经元中的细胞体相当于一个初等处理器, 它对来自其它各个神经元的信号进行总体求 和,并产生一个神经输出信号。

人工神经网络讲PPT课件

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图2-1 神经元的解剖
2、生物神经元
突触,是一个神经元与另一 个神经元之间相联系并进行 信息传送的结构。 突触的存在说明:两个神经 元的细胞质并不直接连通, 两者彼此联系是通过突触这 种结构接口的。有时.也把 突触看作是神经元之间的连 接。
图2-2 突触结构
2生物神经元
目前,根据神经生理学的研究,已经发现神经元及其间的 突触有4种不同的行为。神经元的4种生物行为有:
ykj ——模式k第j个输出单元的期望值; 式中:
y j k ——模式k第j个输出单元的实际值;
M——样本模式对个数;
Q——输出单元个数。
第二种:误差平方和
E
k 2 ( y y ) j kj k 1 j 1
M
Q
MQ
式中:M——样本模式对个数;
Q——输出单元个数。
1 Q Ek ( y j k ykj ) 2 2 j 1 E Ek
r r (Wi , X , di )
权矢量的变化是由学习步骤按时间t,t+1,…,一步一步进行计算的。在 时刻t连接权的变化量为:
Wi (t ) cr[Wi (t ), X i (t ), di (t )] X (t )
其中c是一个正数,称为学习常数,决定学习的速率。
神经元网络的学习规则
——这一能力可以算作是智能的高级形式 ——是人类对世界进行适当改造、推动社会不断发展的能力
4
联想、推理、判断、决策语言的能力
——这是智能高级形式的又一方面 ——主动与被动之分。联想、推理、判断、决策的能力是主动的基础。
1、引言
5 6 7 8
通过学习取得经验与积累知识的能力 发现、发明、创造、创新的能力 实时、迅速、合理地应付复杂环境的能力 预测,洞察事物发展、变化的能力

人工神经网络ppt课件

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感知器
• 一种类型的ANN系统是以感知器为基础
• 感知器以一个实数值向量作为输入,计 算这些输入的线性组合,如果结果大于 某个阈值,就输出1,否则输出-1
o(x1,..xn .), 11w 0w 1o x1 t.h..ew nrxnw 0ise
其 值 率中,。每用特个来别w决地i是定 ,一输-w个入0是实xi阈对数值感常。知量器,输或出叫的做贡权献
• 算法的一种常用改进方法是随着梯度下降步数 的增加逐渐减小学习速率
2019.12.18
机器学习-人工神经网络 作者:Mitchell 译者:曾华军等 讲者:陶晓鹏
26
梯度下降的随机近似
• 梯度下降是一种重要的通用学习范型,它是搜 索庞大假设空间或无限假设空间一种策略
• 梯度下降应用于满足以下条件的任何情况
2019.12.18
机器学习-人工神经网络 作者:Mitchell 译者:曾华军等 讲者:陶晓鹏
33
可微阈值单元
• 使用什么类型的单元来构建多层网络?
• 多个线性单元的连接仍产生线性函数,而我们 希望构建表征非线性函数的网络
Байду номын сангаас
• 感知器单元可以构建非线性函数,但它的不连 续阈值使它不可微,不适合梯度下降算法
2019.12.18
机器学习-人工神经网络 作者:Mitchell 译者:曾华军等 讲者:陶晓鹏
25
梯度下降法则的推导(4)
• 梯度下降算法如下
– 选取一个初始的随机权向量 – 应用线性单元到所有的训练样例,根据公式4.7计算
每个权值的w 更新权值
• 因为误差曲面仅包含一个全局的最小值,所以 无论训练样例是否线性可分,算法都会收敛到 具有最小误差的权向量,条件是使用足够小的 学习速率

人工神经网络PPT演示课件

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感知器的学习算法
采用感知器学习规则进行训练。训练步骤为:
① 对各初始权值w0j(0),w1j(0),w2j(0),…,wnj(0),j=1,2,…,m(m为计算层的节点数) 赋予较小的非零随机数;
② 输入样本对{Xp,dp},其中Xp=(-1, x1p , x2p ,…, xnp ),dp为期望的输出向量(教师信 号),上标p代表样本对的模式序号,设样本集中的样本总数为P,则p=1,2,…,P;

计算各节点的实际输出
o
p j
(t
)

sgn[X
T j
(t)
X
],
j 1,2,, m


调整各节点对应的权值,Wj
(t
1)

Wj
(t)
[dLeabharlann p jop j
]X
p
,
j 1,2,, m
,其中η
为学习率,用于控制调整速度,太大会影响训练的稳定性,太小则使训练的收敛
速度变慢,一般取0<η ≤1;
x1
oj Wj
x2 ······ xi ······xn
由方程 w1 j x1 w2 j x2 Tj 0 确定的直线成为二维输入样本空间上的一条分界线。
② 设输入向量X=(x1,x2,x3)T,则三个输入分量在几何上构成一个三维空间。节点j的
输出为
1, o j 1,
w1 j x1 w2 j x2 w3 j x3 Tj 0 w1 j x1 w2 j x2 w3 j x3 Tj 0
智能信息处理技术
华北电力大学
1
第5章 人工神经网络
1 人工神经网络基础知识 2 前馈神经网络 3 自组织神经网络 4 反馈神经网络
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2019/12/6
8
主要内容
第二章 人工神经网络基础
本章在介绍了基本神经元后,将概要介绍 人工神经网络的一般特性。主要包括,生 物神经网络模型,人工神经元模型与典型 的激励函数;人工神经网络的基本拓扑特 性 , 存 储 类 型 ( CAM──LTM , AM──STM)及映象,Supervised训练与 Unsupervised训练。
2019/12/6
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主要内容
第五章 对传网 • 生物神经系统与异构网的引入;对传网的
网络结构,Kohonen层与Grossberg层的正 常运行,对传网的输入向量的预处理, Kohonen层的训练算法及其权矩阵的初始化 方法;Grossberg层的训练;完整的对传网。 • 实验:实现基本的对传网。
第七章 循环网络
• 循环网络的组织,稳定性分析;相联存储; 统计Hopfield网与Boltzmann机;Hopfield 网用于解决TSP问题。
• BAM(Bidirectional Associative Memory) 用于实现双联存储;基本双联存储网络的 结构及训练;其他的几种相联存储网络。
–掌握软件实现方法。
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5
课程目的和基本要求
• 了解人工神经网络的有关研究思想,从中 学习开拓者们的部分问题求解方法。
• 通过实验进一步体会有关模型的用法和性 能,获取一些初步的经验。
• 查阅适当的参考文献,将所学的知识与自 己未来研究课题(包括研究生论文阶段的 研究课题)相结合起来,达到既丰富学习 内容,又有一定的研究和应用的目的。
4、闻新、周露、王丹力、熊晓英,MATLAB神 经网络应用设计,科学出版社,2001.5.
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4
课程目的和基本要求
• 作为人工神经网络的入门课程,用于将学 生引入人工神经网络及其应用的研究领域。
• 介绍人工神经网络及其基本网络模型,使 学生
–了解智能系统描述的基本模型
–掌握人工神经网络的基本概念、单层网、多层 网、循环网等各种基本网络模型的结构、特点、 典型训练算法、运行方式、典型问题
19
1.1 人工神经网络的提出
• 1.1.1 智能与人工智能 • 一、 智能的含义 • 智能是个体有目的的行为,合理的思维,
以及有效的、适应环境的综合能力。 • 智能是个体认识客观事物和运用知识解决
问题的能力。 • 人类个体的智能是一种综合能力。
2019/12/6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1.1 人工神经网络的提出
• 智能可以包含8个方面 • 感知与认识客观事物、客观世界和自我的能力
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3
主要参考书目
1 、 Philip D. Wasserman , Neural Computing:
Theory and Practice,Van Nostrand Reinhold, 1989
2、胡守仁、余少波、戴葵,神经网络导论, 国防科技大学出版社,1993年10月
3、杨行峻、郑君里,人工神经网络,高等教 育出版社,1992年9月
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18
1.1 人工神经网络的提出
• 人工神经网络(Artificial Neural Networks, 简记作ANN),是对人类大脑系统的一阶 特性的一种描述。简单地讲,它是一个数 学模型,可以用电子线路来实现,也可以 用计算机程序来模拟,是人工智能研究的 一种方法。
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人工神经网络
Artificial Neural Networks
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1
蒋宗礼 软件学科部 联系电话:67392508 Email:jiangzl@ 办公地点:信息北楼214
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2
教材
书名:《人工神经网络导论》 出版社:高等教育出版社 出版日期:2001年8月 定价:12.4元 作者:蒋宗礼
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主要内容
第三章 感知器 感知器与人工神经网络的早期发展;单层 网能解决线性可分问题,而无法解决线形 不可分问题,要想解决这一问题,必须引 入多层网;Hebb学习律,Delta规则,感知 器的训练算法。 • 实验:实现一个感知器。
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10
主要内容
第四章 向后传播 •BP(Backpropagation)网络的构成及其训 练过程;隐藏层权调整方法的直观分析,BP 训练算法中使用的Delta规则(最速下降法) 的理论推导;算法的收敛速度及其改进讨论; BP网络中的几个重要问题。 •实验:实现BP算法。
• 重点:
–智能的本质; – ANN是一个非线性大规模并行处理系统
• 难点:对智能的刻画
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第1章 引言
1.1 人工神经网络的提出 1.2 人工神经网络的特点 1.3 历史回顾
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第1章 引言
• 人类对人工智能的研究可以分成两种方式 对应着两种不同的技术:
–传统的人工智能技术——心理的角度模拟 –基于人工神经网络的技术——生理的角度模拟
–感知是智能的基础——最基本的能力
• 通过学习取得经验与积累知识的能力
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12
主要内容
第六章 统计方法 • 统计方法是为了解决局部极小点问题而引
入的,统计网络的基本训练算法,模拟退 火算法与收敛分析,Cauchy训练,人工热 处理与临界温度在训练中的使用,BP算法 与Cauchy训练相结合。 • 实验:实现模拟退火算法。
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主要内容
• 实验:实现一个Hopfield网。
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主要内容
第八章 自适应共振理论 • 人脑的稳定性与可塑性问题;ART模型的
总体结构与分块描述;比较层与识别层之 间的两个联接矩阵的初始化,识别过程与 比较过程,查找的实现;训练讨论。
2019/12/6
15
第1章 引言
• 主要内容:
–智能与人工智能; – ANN的特点; –历史回顾与展望
2019/12/6
6
主要内容
• 智能及其实现 • ANN基础 • Perceptron • BP • CPN • 统计方法 • Hopfield网与BAM • ART
2019/12/6
7
主要内容
第一章:引论 智能的概念、智能系统的特点及其描述基本 模型,物理符号系统与连接主义的观点及 其比较;人工神经网络的特点、发展历史。
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