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人工智能神经网络基础

人工智能——神经网络基础

人工智能——神经网络基础

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人类大脑神经元

人类大脑神经元:

神经元是大脑处理信息的基本单元人脑约由101l-1012个神经元组成,其中,每个神经元约与104-105个神经元通过突触联接,形成极为错纵复杂而且又灵活多变的神经网络

神经元以细胞体为主体,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主要由细胞体、树突、轴突组成 。

生物神经元在结构上由四部分组成。用来完成神经元间信息的接收、传递和处理。

部分说明
细胞体我用滑稽代替了,本篇笔记没它的活
树突(Dendrite):接受输入信号
轴突(Axon):传出信号
突触(Synapse):输入输出接口

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生物神经元传递信息的过程为多输入、单输出;

神经元各组成部分的功能来看,信息的处理与传递主要发生在突触附近;

当神经元细胞体通过轴突传到突触前膜的脉冲幅度达到一定强度,即超过其阈值电位后,突触前膜将向突触间隙释放神经传递的化学物质;

突触有两种类型,兴奋性突触和抑制性突触。前者产生正突触后电位,后者产生负突触后电位。

简单知道人脑神经元是怎么传递信息即可。

人工神经元

人工神经网络概念:

就是把一个描述生物 神经网络运行机理和工作过程的抽象和简化了的数学-物理模型 ,表达成为一个以其中的人工神经元为节点、以神经元之间的连接关系为路径权值的有向图,再用硬件或软件程序实现该有向图的运行,其稳态运行结果体现生物神经系统的某种特殊能力。

神经元及其突触是神经网络的基本器件。因此,人工神经元就是研究在计算机上再现人脑神经网络结构

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从三个方面进行模拟:

1. 节点本身的信息处理能力(数学模型)
2. 节点与节点之间连接(拓扑结构)
3. 相互连接的强度(通过学习来调整)

神经网络模型

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  1. 神经元的激活规则:主要对神经元的输入到输出之间的映射关系,通常是 非线性函数 也被称作激活函数。
  2. 神经网络的拓扑结构:指神经元之间的关联,包括层数,链接方式,连接权值(神经网络中不断学习的调整参数)等。
  3. 参数的学习算法:通过训练数据不断训练调整神经网络中的各项参数

目前,神经网络模型的种类比较多,已有近40余种神经网络模型,其中典型的有BP网络、Hopfield网络、CMAC小脑模型、ART自适应共振理论和Blotzman机网络等。

根据神经元的拓扑结构形式不同,神经网络可分成以下两大类:

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PS后面是结构模型参考图对于只需简单了解基础的小伙伴
可以不用看下面了

层次型结构

单纯层次型结构

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输出层到输入层有连接

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层内有连接层次型结构

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互连型网络结构

全互连型结构

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局部互连型网络结构

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前馈型网络

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输入节点 :只负责从外界引入信息后向前传递给第一隐层; 具有处理能力的节点 :包括各隐层和输出层节点。

神经元分层排列,顺序连接。由输入层施加输入信息,通过中间各层,加权后传递到输出层后输出。每层的神经元只接受前一层神经元的输入,各神经元之间不存在反馈。。

反馈型网络

所有节点都具有信息处理功能,而且每个节点既可以从外界接收输入,同时又可以向外界输出。

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记忆性网络

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参考资料

  1. 《漫画人工智能》
  2. 《神经网络与深度学习应用实战》
  3. 百度百科
  4. 《机器学习》——TomM.Mitchell
  5. 360百科
  6. 《神经网络讲解与实例》