神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)ppt課件(已修改)
2025-01-17 15:31 本頁面
【正文】 第二章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 本章簡單地介紹生物神經(jīng)元、神經(jīng)元模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型及其學習算法。 2 第二章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 167。 生物神經(jīng)元模型 167。 人工神經(jīng)元模型 167。 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)類型 167。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 167。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學習 167。 小結(jié) 3 167。 生物神經(jīng)元模型 ? 神經(jīng)元是腦組織的基本單元 ， 是神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的單元 。 據(jù)統(tǒng)計大腦大約包含 個神經(jīng)元 ，每個神經(jīng)元于大約 個其他的神經(jīng)元相連接 ，構(gòu)成一個極為龐大而復雜的網(wǎng)絡(luò) ， 即生物神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò) 。 生物神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元之間連接的強弱 ，按照外部的刺激信號做自適應(yīng)變化 ， 而每個神經(jīng)元又隨著所接受的的多個激勵信號的綜合結(jié)果呈現(xiàn)出興奮與抑制狀態(tài) 。 大腦的學習過程就是神經(jīng)元之間連接強度隨外部刺激信息做自適應(yīng)變化的過程 ， 大腦處理星系的結(jié)果有個圣經(jīng)元狀態(tài)的整體效果確定 。 111 .4 1 0?351 0 1 04 ? 生物神經(jīng)元基本結(jié)構(gòu) ?細胞體（ Cell body） ?樹突 (Dendrite) ?軸突 （ Axon） ?突觸 （ Synapse） 每一個神經(jīng)元都通過突觸與其他神經(jīng)元聯(lián)系，突觸的“連接強度”可隨系統(tǒng)受到訓練的強度而改變。 生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu) 5 ? 生物神經(jīng)元功能 ?興奮與抑制 傳入神經(jīng)元的沖動經(jīng)整和后使細胞膜電位升高，超過動作電位的閾值時即為興奮狀態(tài)，產(chǎn)生神經(jīng)沖動，由軸突經(jīng)神經(jīng)末梢傳出。傳入神經(jīng)元的沖動經(jīng)整和后使細胞膜電位降低，低于閾值時即為抑制狀態(tài)，不產(chǎn)生神經(jīng)沖動。 ?學習與遺忘 由于神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的可塑性，突觸的傳遞作用可增強與減弱，因此神經(jīng)元具有學習和遺忘的功能。 返回 6 167。 人工神經(jīng)元模型 ? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)代神經(jīng)生物學研究基礎(chǔ)上提出的模擬生物過程以反應(yīng)人腦某些特性的計算結(jié)構(gòu)。它不是人腦神經(jīng)系統(tǒng)的真實描寫，只是特的某種抽象、簡化和模擬。 ? 人工神經(jīng)元是對生物圣經(jīng)元的一種形式化描述，他對生物神經(jīng)元的信息處理過程進行抽象，應(yīng)用數(shù)序語言予以描述，對生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)與功能進行模擬，并用模型圖予以表達。 7 1943年， McCullochPitts(麥克洛奇－皮茲 ) 根據(jù)生物 神經(jīng)元的動作原理提出了神經(jīng)元模型，即 MP模型， 經(jīng)過不斷改進，形成目前廣泛應(yīng)用的形式神經(jīng)元模型。 對于神經(jīng)元的處理機制，該模型在簡化的基礎(chǔ)上提出 以下 6點 假設(shè)進行描述： 1. 每個神經(jīng)元都是一個多輸入單輸出的信息處理單元 2. 突觸分興奮性和抑制性兩種類型 3. 神經(jīng)元具有空間整合特性和閾值特性 4. 神經(jīng)元輸入與輸出間有固定的時滯，主要取決于突 觸的延遲 5. 忽略時間整合作用和不應(yīng)期 6. 神經(jīng)元本身是非時變的，即其突觸時延和突觸強度 均為常數(shù) 8 ? 人工神經(jīng)元是對生物神經(jīng)元的一種模擬與簡化。它是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本處理單元。下圖顯示了一種簡化的人工神經(jīng)元結(jié)構(gòu)。它是一個多輸入、單輸出的非線性元件。 x1x2xnΣf ( )yiw1 iw2 iwn ix0= 1θ...人工神經(jīng)元結(jié)構(gòu)模型 9 ? 人工神經(jīng)元輸入輸出關(guān)系可描述為 ? ?1ni ji j ijiiI w xy f I??????其中 xj (j = 1,2,…, n)是從其它神經(jīng)元傳來的輸入信號 wji表示從神經(jīng)元 j到神經(jīng)元 i的連接權(quán)值 θi 為閾值 f(?)稱為激發(fā)函數(shù)或作用函數(shù) (21) 有時為了方便起見，常把 看成是恒等于 1的輸入 x0的權(quán)值，這時式 (21)的和式可寫成 1ni j i jjI w x?? ? 0 iiw ??? 0 1x ?i??10 ?
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