人工神经网络一神经元模型介绍

会有一股神秘感。 提交于 2020-03-08 13:29:16

目前,深度学习(Deep Learning,简称DL)在算法领域可谓是大红大紫,现在不只是互联网、人工智能,生活中的各大领域都能反映出深度学习引领的巨大变革。要学习深度学习,那么首先要熟悉神经网络(Neural Networks,简称NN)的一些基本概念。当然,这里所说的神经网络不是生物学的神经网络,我们将其称之为人工神经网络(Artificial Neural Networks,简称ANN)貌似更为合理。神经网络最早是人工智能领域的一种算法或者说是模型,目前神经网络已经发展成为一类多学科交叉的学科领域,它也随着深度学习取得的进展重新受到重视和推崇。

神经元模型

人工神经网络是受到人类大脑结构的启发而创造出来的。如下图所示,在我们的大脑中,有数十亿个称为神经元的细胞,它们互相连接形成成了一个神经网络。

神经网络算法正是模仿了上面的网络结构。下面是一个人工神经网络的构造图。每一个圆代表着一个神经元,他们连接起来构成了一个网络。

 人类大脑神经元细胞的树突接收来自外部的多个强度不同的刺激,并在神经元细胞体内进行处理,然后将其转化为一个输出结果,下图为生物学上的神经元结构示意图:

 

人工神经元也有相似的工作原理。如下图所示。

 

上面的x是神经元的输入,相当于树突接收的多个外部刺激。w是每个输入对应的权重,它影响着每个输入x的刺激强度。

大脑的结构越简单,那么智商就越低。单细胞生物是智商最低的了。人工神经网络也是一样的,网络越复杂它就越强大,所以我们需要深度神经网络。这里的深度是指层数多,层数越多那么构造的神经网络就越复杂。

训练深度神经网络的过程就叫做深度学习。网络构建好了后,我们只需要负责不停地将训练数据输入到神经网络中,它内部就会自己不停地发生变化不停地学习。打比方说我们想要训练一个深度神经网络来识别猫。我们只需要不停地将猫的图片输入到神经网络中去。训练成功后,我们任意拿来一张新的图片,它都能判断出里面是否有猫。但我们并不知道他的分析过程是怎样的,它是如何判断里面是否有猫的。就像当我们教小孩子认识猫时,我们拿来一些白猫,告诉他这是猫,拿来一些黑猫,告诉他这也是猫,他脑子里会自己不停地学习猫的特征。最后我们拿来一些花猫,问他,他会告诉你这也是猫。但他是怎么知道的?他脑子里的分析过程是怎么样的?我们无从知道~~

参考:

https://www.captainbed.net/2018/11/18/whatisnn/

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