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人工神经网络怎么工作?有没有简单的解释?

人工神经网络能够运作,就是因为本质上,它们可以学习这些关系,从而发现输入信息的特征。如果我告诉你人工神经网络可以学习任何关系呢?如果有人知道明确的函数,就没必要训练人工神经网络了。但是,由于这种函数并不明显,有的还可能非常复杂,训练人工神经

在上图中,没有两个数字是一模一样的。但它们有一些相似的特征,足以让我们分辨出它们。你知道“8”就是有两个环,而“9”是一个环,然后在环右边加一条竖线,等等。人工神经网络能够运作,就是因为本质上数据有问题做神经网络可以吗,它们可以学习这些关系,从而发现输入信息的特征。

如果我告诉你人工神经网络可以学习任何关系呢?当然,它可以“学习”“2”长什么样数据有问题做神经网络可以吗,还能了解“2”和其他数字的区别。对于识别特定的输入信息,如音频、视频等,神经网络基本上会输出输入信息的类别。在更高层次上,基于某些公式,这种函数可以根据输入信息生成输出信息。就这一点而言,每一个数字都代表它输入像素强度的特定函数。如果有人知道明确的函数,就没必要训练人工神经网络了。但是,由于这种函数并不明显,有的还可能非常复杂,训练人工神经网络就很有必要了,这样它们可以从训练数据中构建函数。要理解人工神经网络工作的原因,关键在于意识到人工神经网络可以模拟任何给定的函数。换句话说,对于任何抽象的功能,总有对应的人工神经网络,能输出要求的目标函数的合理近似函数。下面给了一个简单的图标说明。

要理解人工神经网络的普遍性,我们来试试构建一个神经网络,仅凭一个输出输入结果来给出下面这个重要函数的近似值:

让人工神经网络的隐藏神经元的激活函数变成阶梯函数。让人工神经网络的隐藏层被神经元的极限值参数化。假设接下来的人工神经网络隐藏神经元的极限值为2,质量为1.5,假设神经元的输出值只是简单地计算输入值的总质量。

上述人工神经网络的输出很简单:

现在看看下面这个人工神经网络,这只是对之前的人工神经网络做了一点小小的修改:

这给了我们一个脉冲,当2

将这些脉冲组合在一起,我们就可以模拟我们的目标函数了。我们先试着以四个脉冲模拟函数。下面的神经网络得到的结果相同:

神经网络的输出函数几乎是目标函数的近似值:

通过增加神经元的数量,人工神经网络可以输出一个与目标函数近似度更高的值。事实上,有了S形激活函数,即使少量的神经元也可以得出近似度很高的函数。简化的例子解释了人工神经网络的普遍性。通过一些类似的处理,全面性可以扩展到更大的领域,可以生成多输出、多输入的函数。

在有限的案例中,人工神经网络理论上可以记住输入域的每一个点。假设数字的尺寸是16*16像素,每个像素不是0,就是1.这总共是2161621616.

本文到此结束,希望对大家有所帮助!

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