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人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論與應用(編輯修改稿)

2025-06-22 02:14 本頁面
 

【文章內容簡介】 互連的方式稱為連接模式或連接模型。它不僅決定了神經(jīng)元網(wǎng)絡的互連結構,同時也決定了神經(jīng)網(wǎng)絡的信號處理方式。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的分類 ? 目前,已有的人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型至少有幾十種,其分類方法也有多種。例如,若按網(wǎng)絡拓撲結構,可分為無反饋網(wǎng)絡與有反饋網(wǎng)絡;若按網(wǎng)絡的學習方法,可分為有教師的學習網(wǎng)絡和無教師的學習網(wǎng)絡;若按網(wǎng)絡的性能,可分為連續(xù)型網(wǎng)絡與離散型網(wǎng)絡,或分為確定性網(wǎng)絡與隨機型網(wǎng)絡;若按突觸連接的性質,可分為一階線性關聯(lián)網(wǎng)絡與高階非線性關聯(lián)網(wǎng)絡。 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的局限性 ? 人工神經(jīng)網(wǎng)絡是一個新興學科,因此還存在許多問題。其主要表現(xiàn)有: ? (1) 受到腦科學研究的限制:由于生理實驗的困難性,因此目前人類對思維和記憶機制的認識還很膚淺,還有很多問題需要解決; ? (2) 還沒有完整成熟的理論體系; ? (3) 還帶有濃厚的策略和經(jīng)驗色彩; ? (4) 與傳統(tǒng)技術的接口不成熟。 ? 上述問題的存在,制約了人工神經(jīng)網(wǎng)絡研究的發(fā)展。 7. 2. 3 MP神經(jīng)元模型 MP 神 經(jīng) 元 模 型 是 由 美 國 心 理 學 家McClloch和數(shù)學家 Pitts共同提出的 , 因此 , 常稱為 MP模型 。 MP神經(jīng)元模型是典型的閾值型神經(jīng)元 , 見圖 , 它相當于一個多輸入單輸出的閾值器件 。 . . . w1 w2 wr p1 p2 pr ∑ b ?????? ? ???riii bpwfA1 圖 MP模型神經(jīng)元 如圖 ()所示 , 假定 p1, p2, … , pn表示神經(jīng)元的 n個輸入; wi表示神經(jīng)元的突觸連接強度 , 其值稱為權值; n 表示 神經(jīng)元的輸入總和 , f (n) 即為 激活函數(shù) ; a 表示神經(jīng)元的輸出 , b 表示神經(jīng)元的閾值 ,那么 MP模型神經(jīng)元的輸出可描述為 ()式所示: . . . w1 w2 wr p1 p2 pr ∑ b ?????? ? ???riii bpwfa1圖 MP模型神經(jīng)元 ? ??????? ????ri iibpwnnfa1 () MP模型神經(jīng)元是二值型神經(jīng)元 , 其輸出狀態(tài)取值為 1或 0, 分別代表神經(jīng)元的興奮和抑制狀態(tài) 。 如果 n > 0, 即神經(jīng)元輸入加權總和超過某個閾值 , 那么該神經(jīng)元興奮 , 狀態(tài)為 1;如果 n ≤0, 那么該神經(jīng)元受到抑制 , 狀態(tài)為 0。 通常 , 將這個規(guī)定稱為 MP模型神經(jīng)元的 點火規(guī)則 。 用一數(shù)學表達式表示為: 對于 MP模型神經(jīng)元 , 權值 w在 ( - 1, + 1) 區(qū)間連續(xù)取值 。 取負值表示抑制兩神經(jīng)元間的連接強度 , 正值表示加強 。 ? ????????0001nnnfA () MP 模型神經(jīng)元 具 有 什 么 特 性 ? 能完成什么功能 ? 為了回答這個問題,我們以簡單的邏輯代數(shù)運算為例來說明。 例 1 假設一個 MP模型神經(jīng)元有 2個輸入: p1和 p2, 其目標輸出記為 t, 試問它能否完成下列真值表功能 ? 解:根據(jù)要求,神經(jīng)元的權值和閾值必須滿足如下不 等式組: 若取 b值為 ,W1和 W2取 。 可以驗證用這組權值和閾值構成的 2輸入 MP模型神經(jīng)元能夠完成該邏輯 “ 或 ” 運 算 。 00201021?????????????WWWW00201021?????????bbWbWbWW(1)(2)(3) (4) 不 等 式 組 真 值 表 p1 p2 t 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 如同許多代數(shù)方程一樣 , 由 MP模型激活函數(shù)得出的不等式具有一定的幾何意義 , 所有輸入樣本構成樣本輸入空間 。 對于任意特定 W和 P的值都規(guī)定了一個超平面 ( 決策平面 ) , 其方程為: 它把超平面 Rn( X∈ Rn) 分成了兩部分: WXb0 部分和 WXb≥0 部分 。 bXW ???? 一般地 , N輸入的MP模型神經(jīng)元有
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