20030225-hejianhua-神经网络讲义-part3-感知机与Adline
深度学习-神经网络PPT学习课件

激活函数的主要作用是提供网络的非线性建模能力。如果没有激活函数,那么该网络 仅能够表达线性映射,此时即便有再多的隐藏层,其整个网络跟单层神经网络也是等价 的。因此也可以认为,只有加入了激活函数之后,深度神经网络才具备了分层的非线性 映射学习能力。
线性可分视角:神经网络的学习就是学习如何利用矩阵的线性变换加激活函数的非 线性变换,将原始输入空间投向线性可分/稀疏的空间去分类/回归。
增加节点数:增加维度,即增加线性转换能力。 增加层数:增加激活函数的次数,即增加非线性转换次数。
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2.2.2、物理视角:“物质组成”
回想上文由碳氧原子通过不同组合形成若干分子的例子。从分子层面继续迭代这种 组合思想,可以形成DNA,细胞,组织,器官,最终可以形成一个完整的人。不同层级之 间都是以类似的几种规则再不断形成新物质。
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➢Sigmoid
sigmoid 是使用范围最广的一类激活函数,具 有指数函数形状,它在物理意义上最为接近生物神 经元。此外,(0, 1) 的输出还可以被表示作概率, 或用于输入的归一化,代表性的如Sigmoid交叉熵 损失函数。
然而,sigmoid也有其自身的缺陷,最明显的 就是饱和性。 软饱和激活函数:
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➢Tanh
➢ReLU
可以看到,当x<0时,ReLU硬饱和,
tanh也是一种非常常见的激活函数。 与sigmoid相比,它的输出均值是0, 使得其收敛速度要比sigmoid快,减少 迭代次数。然而,从途中可以看出, tanh一样具有软饱和性,从而造成梯 度消失。
神经网络专题ppt课件

(4)Connections Science
(5)Neurocomputing
(6)Neural Computation
(7)International Journal of Neural Systems
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3.2 神经元与网络结构
人脑大约由1012个神经元组成,而其中的每个神经元又与约102~ 104个其他神经元相连接,如此构成一个庞大而复杂的神经元网络。 神经元是大脑处理信息的基本单元,它的结构如图所示。它是以细胞 体为主体,由许多向周围延伸的不规则树枝状纤维构成的神经细胞, 其形状很像一棵枯树的枝干。它主要由细胞体、树突、轴突和突触 (Synapse,又称神经键)组成。
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4.互连网络
互连网络有局部互连和全互连 两种。 全互连网络中的每个神经元都 与其他神经元相连。 局部互连是指互连只是局部的, 有些神经元之间没有连接关系。 Hopfield 网 络 和 Boltzmann 机 属于互连网络的类型。
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人工神经网络的学习
学习方法就是网络连接权的调整方法。 人工神经网络连接权的确定通常有两种方法:
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5. 20世纪70年代 代表人物有Amari, Anderson, Fukushima, Grossberg, Kohonen
经过一段时间的沉寂后,研究继续进行
▪ 1972年,芬兰的T.Kohonen提出了一个与感知机等神经 网络不同的自组织映射理论(SOM)。 ▪ 1975年,福岛提出了一个自组织识别神经网络模型。 ▪ 1976年C.V.Malsburg et al发表了“地形图”的自形成
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关于神经网络的国际交流
第一届神经网络国际会议于1987年6月21至24日在美国加州圣地亚哥 召开,标志着神经网络研究在世界范围内已形成了新的热点。
常见神经网络模型演示PPT

感知器的分类边界是:
n
wixi 0
i1
4.2 常见神经网络模型
•4
一、感知器
在输入样本只有两个分量x1,x2时,则有分类边 界条件: 即 w1x1+w2x2-θ=0
4.2 常见神经网络模型
•5
一、感知器
感知器的学习算法: 感知器的学习算法目的在于找寻恰当的权系数w
=(w1,w2,…,wn),使系统对一个特定的样 本x=(x1,x2,…,xn)能产生期望输出y。当x 分类为A类时,期望值y=1;X为B类时,y=0。
4.2 常见神经网络模型 •27
三、Hopfield网络
•Hopfield网络的一个功能是可用于联想记忆,这是 人类的智能特点之一。人类的所谓“触景生情” 就是见到一些类同过去接触的景物,容易产生对 过去情景的回味和思忆。 •DHNN网络的能量极小状态又称为能量井,为信 息的存储记忆提供了基础。将要记忆的信息与能 量井一一对应,则当输入某一模式时,神经网络 就能通过状态转移实现联想记忆。
X
k i
f
(U
k i
)
U
k i
Wij
X
k 1 j
j
4.2 常见神经网络模型 •14
二、BP网络
BP网络的学习算法:
反向传播算法分二步进行,即输入信号正向传播和误差信号反向传播。 1.输入信号正向传播 输入的样本从输入层经过隐层单元一层一层进行处理,通过所有的隐 层之后,则传向输出层,每一层神经元的状态只对下一层神经元的状 态产生影响。 2.误差信号反向传播 在输出层把现行输出和期望输出进行比较,如果现行输出不等于期望 输出,则进入反向传播过程。误差信号按原来正向传播的通路反向传 回,并对每个隐层的各个神经元的权系数进行修改,以望误差信号趋 向最小。
《计算机视觉》教学课件 第08章1-神经网络和深度学习1

• 输入特征
➢添加了两个表示中间值的“隐藏层” ➢将输出表示为输入的函数并进行简化时
• 只是获得输入的另一个加权和
➢仍然是一个线性模型
• 无法解决非线性问题
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神经网络基本概念 – 非线性问题
➢“非线性”意味着无法使用形式为“b + w1x1 + w2x2”的模型准确预测标签
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C ONTENTS
01
引言
02 神经网络和深度学习简史
03
神经网络基本概念
04
深度学习基本概念
05
使用和训练神经网络
深度学习之前
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神经网络基本概念 – 生物神经网络
➢生物神经网络
• 一般指生物的大脑神经元、细胞、触点等组成的网络 • 用于产生生物的意识 • 帮助生物进行思考和行动
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神经网络和深度学习简史
➢1982年
• 著名物理学家John Hopfield发明了Hopfield神经网络
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神经网络和深度学习简史
➢Hopfield神经网络是一种结合存储系统和二元系统的循环神经网络
• 可以模拟人类的记忆 • 根据激活函数的选取不同,有连续型和离散型两种类型,分别用于优化计算和联想记忆 • 容易陷入局部最小值的缺陷,该算法并未在当时引起很大的轰动
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神经网络和深度学习简史
➢2016-2017年
• Google的AlphaGo • 4:1的比分战胜了国际顶尖围棋高手李世石 • 随后战胜了一众高手 • AlphaGo升级版AlphaGo Zero • “从零开始”、“无师自通”的学习模式 • 以100:0的比分轻而易举打败了之前的AlphaGo
人工神经网络.pdf

y(t )(w(t − 1) ∗ x(t )) > 0 . y(t )(w(t − 1) ∗ x(t )) ≤ 0
( x (t ) 分错)
控制收敛速度的参数
5.1 感知机
学习算法收敛性:
对线性可分的数据有下面的定理。
定理(Novikoff):假设训练数据有界 x(i ) ≤ D, 两类样本的最大边界距离(maximal margin)为 2ρ (线性SVM)。则当学习速度参数η = 1 时, 2 次更新就会收敛。 D 感知机学习算法至多做
x2
x1 0 0 1 1
A
B
B
A
x1
5.2 多层感知机
解决XOR问题
x2
A
B
B
A
x1
5.2 多层感知机
两层神经网络解决XOR问题的真值表
第一层
x1 0 0 1 1
x2 0 1 0 1
y1 0 1 1 1
y2 0 0 0 1
第二 层 B(0) A(1) A(1) B(0)
y2
B
BLeabharlann Ay15.2 多层感知机
5.2 多层感知机
例: (XOR问题)
问题的提出以及重要性:
1956-1958年Rosenblatt提出感知机,是为了实现 另一种形式(模拟)的计算机。与数字计算机形 成鲜明对照。 数字计算机是用逻辑门电路实现的。逻辑门电路 的设计:AND, OR, NOT; 实际上,数字计算机的所有逻辑电路都是用XOR 门实现的。
MLPs具有一致逼近能力,因此可以学习这个函 数,也就解决了XOR问题。后面要讲到的RBF网 络也是一致逼近子,也可以解决XOR问题。
神经网络算法的ppt课件

神经网络的反向分散学习算法
神经网络的反向分散学习算法
神经网络的反向分散学习算法
神经网络的反向分散学习算法
神经网络的反向分散学习算法
动态网络——Hopfield网络
假设按照神经网络运转过程中的信息流向来分类, 那么一切网络都可分为前馈式网络和反响式网络,在前 一章中,主要引见了前馈式网络经过许多具有简单处置 才干的神经元的复协作用使整个网络具有复杂的非线性 映射才干。在那里,着重分析了网络学习算法,研讨的 重点是怎样尽快地得到网络的整体非线性处置才干。在 本章中,我们将集中讨论反响式网络,经过网络神经元 形状的变化而最终稳定于某一形状而得到联想存贮或神 经计算的结果。在这里,主要关怀的是网络稳定性的问 题,研讨的重点是怎样得到和利用稳定的反响式网络。
联想的定义
首先思索x类方式向量集合 (x1, x2, … , xp〕 及y类方式向量集合 (y1, y2, … , yp), 其中 xi=(x1i, x2i,… , xni ) , xi {-1, +1}n yi=(y1i, y2i,… , ymi ) , yi {-1, +1}m
联想的定义
定义3 吸引子的吸引域 对于某些特定的初始形状,网络按 一定的运转规那么最后能够都稳定在同一吸引子v(t)上。称可 以稳定在吸引子v(t)的一切初始形状集合为v(t)的吸引域。
Hopfield网络的联想原理
E= mc2 Newt
Newy
Einstan Newton
Newyear
Hopfield网络的联想原理
f1(x) = f2 (x) = … = fn (x) = sgn (x) 为以后分析方便,我们选各节点门限值相等,且等于0 ,即有 1= 2 = … = n = 0 同时,x = (x1, x2, …, xn ), x {-1, +1}n 为网络的输出, y = (y1, y2, …, yn ), y {-1, +1}n 为网络的输出 v (t) = (v1(t1), v2(t2), …, vn(tn)), v (t) {-1, +1}n 为网络在时辰 t的形状, 其中t (0,1,2,…)为离散时间变量,Wij为从Ni到Nj的衔接 权值, Hopfield网络是对称的,即Wij = Wji ,i, j {1,2, …, n} 。
Chapter3ADALINENetworks
实用标准文案 精彩文档 Chapter 3 ADALINE Networks
ADALINE: ADAptive Linear NEuron 一、Introduction B. Widrow and M. Hoff, 1960: 线性激活函数+LMS (Least Mean Square) 学习算法。 1. 网络结构
niiixwy1
where T1),,(nwww T1),,(nxxx
一般:xwT01niiiniiixwxwy, T10),,,(nwwww,T10),,,1(nxxxx
应用:分类;自适应滤波:自适应噪声消除(长途电话回声消除)、自适应信道均衡
2. 分类性能 (线性分类器) 感知器 ADALINE网络
声敏感不是好的分类器、对噪仅可用于线性可分
缺点:
1class 2class
Class1 Class2 非线性可分
决策边界仍存在
1class 2class
介于两类之间
线性可分
nw 1w 0 nx 2x
y
1x 实用标准文案
精彩文档 二、LMS学习算法 (Least Mean Square) 随机梯度法、Widrow-Huff学习算法 1. Mean Square Error
设t,x是随机抽取的训练样本,其中 Input: nRx, Target output: filtering adaptivefor R,tionclassificafor ,1 t 均方误差 2T22)(Ey)-(tEE)(Fxwwte
Goal: 求]E[)F(minarg2eww
2. 求精确解w Solution: ])E[()(F2Txwwt
=]2E[TTT2wwxxxwtt =wxxwxw]E[]E[2]E[TTT2tt =wwhwR2]E[TT2t where ]E[Txxh—输入x与输出t的互相关向量;
神经网络与深度学习ppt课件
神经网络 & 深度学习 基础知识
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图像的特征
计算机图像是由一定数量的点阵像素构成的。如上所示,我们看到的 是一辆车,但实际上计算机理解的是一个由各像素点的灰度值组成的 矩阵,它并不能直接理解“这是一辆车”。
感知器的本质就是对各个输入量的加权和进行分析,做出 Yes or No 的决策的模型。
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上述你考虑的三个因素可以作为感知器的三个输入量 x1, x2, x3,并设积极的结果为 1,消极的结果为 0。三者都有对 应的权重量w1, w2, w3。现计算它们的加权和 w1x1 + w2x2 + w3x3,同时加上一个偏差值 b。若其为正(大于 0), 则最终的回答是 Yes,否则(小于或等于 0)回答 No。
这涉及到一个现象:颜色突变。上图所圈出的区域中,都是颜色变化较大的区 域。而我们就会自然地认为,这是物体的边缘,而由封闭边缘构成的区域就是 物体。
不仅是房子这个整体,房子里的门、窗户等元素我们都能发现,而原因自然也 是颜色突变。
思考:人能看见绝对透明(100% 透明)的玻璃吗?
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我们定义一个形状的时候,本质 上就是在定义其产生颜色突变的 像素点的大致相对位置。比如圆, 在一个直角坐标系的图象上上, 存在所有满足 (x-a)2+(y-b)2=r2 条件的坐标点的某个小邻域内有 较大的颜色突变,那么这幅图像 上就有一个圆的形状。左上方是 一幅色盲测试图,不色盲的朋友 都能看到左下角有一个蓝色的圆, 而且是一个空心圆。
但是这里有一个问题,我们目前的决策是非此即彼的,非 常机械化的决策。比如一个数字 9,如果下方的那一撇写 得不弯,变成了一条直线,那是不是这个数字就不是 9 了 呢?我们是不是应该有一个过渡的过程呢?
第三章 多层感知器神经网络(1)
络来实现“异或”运算。
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神经网络的发展历程
神经网络的发展历性的热潮,
分别是1943年的神经网络的诞生、1983年的神经网络的复兴及2006年的深度学习
的崛起。
➢ 神经网络的诞生(1943—1969年)
➢ 在1943年,心理学家Warren McCulloch和数学家Walter Pitts和最早
➢ 我们主要关注采用误差反向传播进行学习的神经网络,神经元之间的连接权重就是 需要学习的参数,可以在机器学习的框架下通过梯度下降法来进行学习。作为对人 工神经网络的初步认识,本章主要介绍感知器神经网络和反向传播网络。
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第一节
感知器及其发展过程
3.1
感知器及其发展过程
感知器及其发展过程
➢ 1943年,McCulloch和Pitts发表了他们关于人工神经网络的第一个系统研究。 ➢ 1947年,他们又开发出了一个用于模式识别的网络模型——感知器,通常就叫作
➢ Rosenblatt [1958]最早提出可以模拟人类感知能力的神经网络模型,
并称之为感知器(Perceptron),并提出了一种接近于人类学习过程
(迭代、试错)的学习算法。
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神经网络的发展历程
神经网络的发展历程(二)
神经网络之后经历了长达10年的冷落期,主要由于当时基本感知机无法处理异或 回路,并且计算机处理能力还非常有限。1974年,哈佛大学的Paul Webos发明反向 传播算法,但当时没有收到重视。随后几年,反向传播算法引起了新的复兴。
描述了一种理想化的人工神经网络,并构建了一种基于简单逻辑运算的
计算机制。他们提出的神经网络模型称为MP模型。
➢ 阿兰·图灵在1948年的论文中描述了一种“B型图灵机”。(赫布型学习)
神经网络与深度学习讲义20151211
1 2 3 3 3 3 4 4 5 5 6 6 6 7 7 7 9 10 10
总结和深入阅读 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1
向量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
神经元 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 激活函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
第二章 数学基础
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II 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.3 损失函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 机器学习算法的类型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 机器学习中的一些概念 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 参数学习算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .