❶ 我想問一下什麼是神經網路
神經網路可以指向兩種,一個是生物神經網路,一個是人工神經網路。
生物神經網路:一般指生物的大腦神經元,細胞,觸點等組成的網路,用於產生生物的意識,幫助生物進行思考和行動。
人工神經網路(Artificial Neural Networks,簡寫為ANNs)也簡稱為神經網路(NNs)或稱作連接模型(Connection Model),它是一種模仿動物神經網路行為特徵,進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。這種網路依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。
人工神經網路:是一種應用類似於大腦神經突觸聯接的結構進行信息處理的數學模型。在工程與學術界也常直接簡稱為「神經網路」或類神經網路。
❷ 人工神經網路有哪些類型
人工神經網路模型主要考慮網路連接的拓撲結構、神經元的特徵、學習規則等。目前,已有近40種神經網路模型,其中有反傳網路、感知器、自組織映射、Hopfield網路、波耳茲曼機、適應諧振理論等。根據連接的拓撲結構,神經網路模型可以分為:
(1)前向網路 網路中各個神經元接受前一級的輸入,並輸出到下一級,網路中沒有反饋,可以用一個有向無環路圖表示。這種網路實現信號從輸入空間到輸出空間的變換,它的信息處理能力來自於簡單非線性函數的多次復合。網路結構簡單,易於實現。反傳網路是一種典型的前向網路。
(2)反饋網路 網路內神經元間有反饋,可以用一個無向的完備圖表示。這種神經網路的信息處理是狀態的變換,可以用動力學系統理論處理。系統的穩定性與聯想記憶功能有密切關系。Hopfield網路、波耳茲曼機均屬於這種類型。
學習是神經網路研究的一個重要內容,它的適應性是通過學習實現的。根據環境的變化,對權值進行調整,改善系統的行為。由Hebb提出的Hebb學習規則為神經網路的學習演算法奠定了基礎。Hebb規則認為學習過程最終發生在神經元之間的突觸部位,突觸的聯系強度隨著突觸前後神經元的活動而變化。在此基礎上,人們提出了各種學習規則和演算法,以適應不同網路模型的需要。有效的學習演算法,使得神經網路能夠通過連接權值的調整,構造客觀世界的內在表示,形成具有特色的信息處理方法,信息存儲和處理體現在網路的連接中。
根據學習環境不同,神經網路的學習方式可分為監督學習和非監督學習。在監督學習中,將訓練樣本的數據加到網路輸入端,同時將相應的期望輸出與網路輸出相比較,得到誤差信號,以此控制權值連接強度的調整,經多次訓練後收斂到一個確定的權值。當樣本情況發生變化時,經學習可以修改權值以適應新的環境。使用監督學習的神經網路模型有反傳網路、感知器等。非監督學習時,事先不給定標准樣本,直接將網路置於環境之中,學習階段與工作階段成為一體。此時,學習規律的變化服從連接權值的演變方程。非監督學習最簡單的例子是Hebb學習規則。競爭學習規則是一個更復雜的非監督學習的例子,它是根據已建立的聚類進行權值調整。自組織映射、適應諧振理論網路等都是與競爭學習有關的典型模型。
研究神經網路的非線性動力學性質,主要採用動力學系統理論、非線性規劃理論和統計理論,來分析神經網路的演化過程和吸引子的性質,探索神經網路的協同行為和集體計算功能,了解神經信息處理機制。為了探討神經網路在整體性和模糊性方面處理信息的可能,混沌理論的概念和方法將會發揮作用。混沌是一個相當難以精確定義的數學概念。一般而言,「混沌」是指由確定性方程描述的動力學系統中表現出的非確定性行為,或稱之為確定的隨機性。「確定性」是因為它由內在的原因而不是外來的雜訊或干擾所產生,而「隨機性」是指其不規則的、不能預測的行為,只可能用統計的方法描述。混沌動力學系統的主要特徵是其狀態對初始條件的靈敏依賴性,混沌反映其內在的隨機性。混沌理論是指描述具有混沌行為的非線性動力學系統的基本理論、概念、方法,它把動力學系統的復雜行為理解為其自身與其在同外界進行物質、能量和信息交換過程中內在的有結構的行為,而不是外來的和偶然的行為,混沌狀態是一種定態。混沌動力學系統的定態包括:靜止、平穩量、周期性、准同期性和混沌解。混沌軌線是整體上穩定與局部不穩定相結合的結果,稱之為奇異吸引子。
❸ 卷積神經網路和深度神經網路的區別是什麼
作者:楊延生
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"深度學習"是為了讓層數較多的多層神經網路可以訓練,能夠work而演化出來的一系列的 新的結構和新的方法。
新的網路結構中最著名的就是CNN,它解決了傳統較深的網路參數太多,很難訓練的問題,使用了逗局部感受野地和逗權植共享地的概念,大大減少了網路參數的數量。關鍵是這種結構確實很符合視覺類任務在人腦上的工作原理。
新的結構還包括了:LSTM,ResNet等。
新的方法就多了:新的激活函數:ReLU,新的權重初始化方法(逐層初始化,XAVIER等),新的損失函數,新的防止過擬合方法(Dropout, BN等)。這些方面主要都是為了解決傳統的多層神經網路的一些不足:梯度消失,過擬合等。
---------------------- 下面是原答案 ------------------------
從廣義上說深度學習的網路結構也是多層神經網路的一種。
傳統意義上的多層神經網路是只有輸入層、隱藏層、輸出層。其中隱藏層的層數根據需要而定,沒有明確的理論推導來說明到底多少層合適。
而深度學習中最著名的卷積神經網路CNN,在原來多層神經網路的基礎上,加入了特徵學習部分,這部分是模仿人腦對信號處理上的分級的。具體操作就是在原來的全連接的層前面加入了部分連接的卷積層與降維層,而且加入的是一個層級。
輸入層 - 卷積層 -降維層 -卷積層 - 降維層 -- .... -- 隱藏層 -輸出層
簡單來說,原來多層神經網路做的步驟是:特徵映射到值。特徵是人工挑選。
深度學習做的步驟是 信號->特徵->值。 特徵是由網路自己選擇。
❹ 人工神經網路概念梳理與實例演示
人工神經網路概念梳理與實例演示
神經網路是一種模仿生物神經元的機器學習模型,數據從輸入層進入並流經激活閾值的多個節點。
遞歸性神經網路一種能夠對之前輸入數據進行內部存儲記憶的神經網路,所以他們能夠學習到數據流中的時間依賴結構。
如今機器學習已經被應用到很多的產品中去了,例如,siri、Google Now等智能助手,推薦引擎——亞馬遜網站用於推薦商品的推薦引擎,Google和Facebook使用的廣告排名系統。最近,深度學習的一些進步將機器學習帶入公眾視野:AlphaGo 打敗圍棋大師李世石事件以及一些圖片識別和機器翻譯等新產品的出現。
在這部分中,我們將介紹一些強大並被普遍使用的機器學習技術。這當然包括一些深度學習以及一些滿足現代業務需求傳統方法。讀完這一系列的文章之後,你就掌握了必要的知識,便可以將具體的機器學習實驗應用到你所在的領域當中。
隨著深層神經網路的精度的提高,語音和圖像識別技術的應用吸引了大眾的注意力,關於AI和深度學習的研究也變得更加普遍了。但是怎麼能夠讓它進一步擴大影響力,更受歡迎仍然是一個問題。這篇文章的主要內容是:簡述前饋神經網路和遞歸神經網路、怎樣搭建一個遞歸神經網路對時間系列數據進行異常檢測。為了讓我們的討論更加具體化,我們將演示一下怎麼用Deeplearning4j搭建神經網路。
一、什麼是神經網路?
人工神經網路演算法的最初構思是模仿生物神經元。但是這個類比很不可靠。人工神經網路的每一個特徵都是對生物神經元的一種折射:每一個節點與激活閾值、觸發的連接。
連接人工神經元系統建立起來之後,我們就能夠對這些系統進行訓練,從而讓他們學習到數據中的一些模式,學到之後就能執行回歸、分類、聚類、預測等功能。
人工神經網路可以看作是計算節點的集合。數據通過這些節點進入神經網路的輸入層,再通過神經網路的隱藏層直到關於數據的一個結論或者結果出現,這個過程才會停止。神經網路產出的結果會跟預期的結果進行比較,神經網路得出的結果與正確結果的不同點會被用來更正神經網路節點的激活閾值。隨著這個過程的不斷重復,神經網路的輸出結果就會無限靠近預期結果。
二、訓練過程
在搭建一個神經網路系統之前,你必須先了解訓練的過程以及網路輸出結果是怎麼產生的。然而我們並不想過度深入的了解這些方程式,下面是一個簡短的介紹。
網路的輸入節點收到一個數值數組(或許是叫做張量多維度數組)就代表輸入數據。例如, 圖像中的每個像素可以表示為一個標量,然後將像素傳遞給一個節點。輸入數據將會與神經網路的參數相乘,這個輸入數據被擴大還是減小取決於它的重要性,換句話說,取決於這個像素就不會影響神經網路關於整個輸入數據的結論。
起初這些參數都是隨機的,也就是說神經網路在建立初期根本就不了解數據的結構。每個節點的激活函數決定了每個輸入節點的輸出結果。所以每個節點是否能夠被激活取決於它是否接受到足夠的刺激強度,即是否輸入數據和參數的結果超出了激活閾值的界限。
在所謂的密集或完全連接層中,每個節點的輸出值都會傳遞給後續層的節點,在通過所有隱藏層後最終到達輸出層,也就是產生輸入結果的地方。在輸出層, 神經網路得到的最終結論將會跟預期結論進行比較(例如,圖片中的這些像素代表一隻貓還是狗?)。神經網路猜測的結果與正確結果的計算誤差都會被納入到一個測試集中,神經網路又會利用這些計算誤差來不斷更新參數,以此來改變圖片中不同像素的重要程度。整個過程的目的就是降低輸出結果與預期結果的誤差,正確地標注出這個圖像到底是不是一條狗。
深度學習是一個復雜的過程,由於大量的矩陣系數需要被修改所以它就涉及到矩陣代數、衍生品、概率和密集的硬體使用問題,但是用戶不需要全部了解這些復雜性。
但是,你也應該知道一些基本參數,這將幫助你理解神經網路函數。這其中包括激活函數、優化演算法和目標函數(也稱為損失、成本或誤差函數)。
激活函數決定了信號是否以及在多大程度上應該被發送到連接節點。階梯函數是最常用的激活函數, 如果其輸入小於某個閾值就是0,如果其輸入大於閾值就是1。節點都會通過階梯激活函數向連接節點發送一個0或1。優化演算法決定了神經網路怎麼樣學習,以及測試完誤差後,權重怎麼樣被更准確地調整。最常見的優化演算法是隨機梯度下降法。最後, 成本函數常用來衡量誤差,通過對比一個給定訓練樣本中得出的結果與預期結果的不同來評定神經網路的執行效果。
Keras、Deeplearning4j 等開源框架讓創建神經網路變得簡單。創建神經網路結構時,需要考慮的是怎樣將你的數據類型匹配到一個已知的被解決的問題,並且根據你的實際需求來修改現有結構。
三、神經網路的類型以及應用
神經網路已經被了解和應用了數十年了,但是最近的一些技術趨勢才使得深度神經網路變得更加高效。
GPUs使得矩陣操作速度更快;分布式計算結構讓計算能力大大增強;多個超參數的組合也讓迭代的速度提升。所有這些都讓訓練的速度大大加快,迅速找到適合的結構。
隨著更大數據集的產生,類似於ImageNet 的大型高質量的標簽數據集應運而生。機器學習演算法訓練的數據越大,那麼它的准確性就會越高。
最後,隨著我們理解能力以及神經網路演算法的不斷提升,神經網路的准確性在語音識別、機器翻譯以及一些機器感知和面向目標的一些任務等方面不斷刷新記錄。
盡管神經網路架構非常的大,但是主要用到的神經網路種類也就是下面的幾種。
3.1前饋神經網路
前饋神經網路包括一個輸入層、一個輸出層以及一個或多個的隱藏層。前饋神經網路可以做出很好的通用逼近器,並且能夠被用來創建通用模型。
這種類型的神經網路可用於分類和回歸。例如,當使用前饋網路進行分類時,輸出層神經元的個數等於類的數量。從概念上講, 激活了的輸出神經元決定了神經網路所預測的類。更准確地說, 每個輸出神經元返回一個記錄與分類相匹配的概率數,其中概率最高的分類將被選為模型的輸出分類。
前饋神經網路的優勢是簡單易用,與其他類型的神經網路相比更簡單,並且有一大堆的應用實例。
3.2卷積神經網路
卷積神經網路和前饋神經網路是非常相似的,至少是數據的傳輸方式類似。他們結構大致上是模仿了視覺皮層。卷積神經網路通過許多的過濾器。這些過濾器主要集中在一個圖像子集、補丁、圖塊的特徵識別上。每一個過濾器都在尋找不同模式的視覺數據,例如,有的可能是找水平線,有的是找對角線,有的是找垂直的。這些線條都被看作是特徵,當過濾器經過圖像時,他們就會構造出特徵圖譜來定位各類線是出現在圖像的哪些地方。圖像中的不同物體,像貓、747s、榨汁機等都會有不同的圖像特徵,這些圖像特徵就能使圖像完成分類。卷積神經網路在圖像識別和語音識別方面是非常的有效的。
卷積神經網路與前饋神經網路在圖像識別方面的異同比較。雖然這兩種網路類型都能夠進行圖像識別,但是方式卻不同。卷積神經網路是通過識別圖像的重疊部分,然後學習識別不同部分的特徵進行訓練;然而,前饋神經網路是在整張圖片上進行訓練。前饋神經網路總是在圖片的某一特殊部分或者方向進行訓練,所以當圖片的特徵出現在其他地方時就不會被識別到,然而卷積神經網路卻能夠很好的避免這一點。
卷積神經網路主要是用於圖像、視頻、語音、聲音識別以及無人駕駛的任務。盡管這篇文章主要是討論遞歸神經網路的,但是卷積神經網路在圖像識別方面也是非常有效的,所以很有必要了解。
3.3遞歸神經網路
與前饋神經網路不同的是,遞歸神經網路的隱藏層的節點里有內部記憶存儲功能,隨著輸入數據的改變而內部記憶內容不斷被更新。遞歸神經網路的結論都是基於當前的輸入和之前存儲的數據而得出的。遞歸神經網路能夠充分利用這種內部記憶存儲狀態處理任意序列的數據,例如時間序列。
遞歸神經網路經常用於手寫識別、語音識別、日誌分析、欺詐檢測和網路安全。
遞歸神經網路是處理時間維度數據集的最好方法,它可以處理以下數據:網路日誌和伺服器活動、硬體或者是醫療設備的感測器數據、金融交易、電話記錄。想要追蹤數據在不同階段的依賴和關聯關系需要你了解當前和之前的一些數據狀態。盡管我們通過前饋神經網路也可以獲取事件,隨著時間的推移移動到另外一個事件,這將使我們限制在對事件的依賴中,所以這種方式很不靈活。
追蹤在時間維度上有長期依賴的數據的更好方法是用內存來儲存重要事件,以使近期事件能夠被理解和分類。遞歸神經網路最好的一點就是在它的隱藏層裡面有「內存」可以學習到時間依賴特徵的重要性。
接下來我們將討論遞歸神經網路在字元生成器和網路異常檢測中的應用。遞歸神經網路可以檢測出不同時間段的依賴特徵的能力使得它可以進行時間序列數據的異常檢測。
遞歸神經網路的應用
網路上有很多使用RNNs生成文本的例子,遞歸神經網路經過語料庫的訓練之後,只要輸入一個字元,就可以預測下一個字元。下面讓我們通過一些實用例子發現更多RNNs的特徵。
應用一、RNNs用於字元生成
遞歸神經網路經過訓練之後可以把英文字元當做成一系列的時間依賴事件。經過訓練後它會學習到一個字元經常跟著另外一個字元(「e」經常跟在「h」後面,像在「the、he、she」中)。由於它能預測下一個字元是什麼,所以它能有效地減少文本的輸入錯誤。
Java是個很有趣的例子,因為它的結構包括很多嵌套結構,有一個開的圓括弧必然後面就會有一個閉的,花括弧也是同理。他們之間的依賴關系並不會在位置上表現的很明顯,因為多個事件之間的關系不是靠所在位置的距離確定的。但是就算是不明確告訴遞歸神經網路Java中各個事件的依賴關系,它也能自己學習了解到。
在異常檢測當中,我們要求神經網路能夠檢測出數據中相似、隱藏的或許是並不明顯的模式。就像是一個字元生成器在充分地了解數據的結構後就會生成一個數據的擬像,遞歸神經網路的異常檢測就是在其充分了解數據結構後來判斷輸入的數據是不是正常。
字元生成的例子表明遞歸神經網路有在不同時間范圍內學習到時間依賴關系的能力,它的這種能力還可以用來檢測網路活動日誌的異常。
異常檢測能夠使文本中的語法錯誤浮出水面,這是因為我們所寫的東西是由語法結構所決定的。同理,網路行為也是有結構的,它也有一個能夠被學習的可預測模式。經過在正常網路活動中訓練的遞歸神經網路可以監測到入侵行為,因為這些入侵行為的出現就像是一個句子沒有標點符號一樣異常。
應用二、一個網路異常檢測項目的示例
假設我們想要了解的網路異常檢測就是能夠得到硬體故障、應用程序失敗、以及入侵的一些信息。
模型將會向我們展示什麼呢?
隨著大量的網路活動日誌被輸入到遞歸神經網路中去,神經網路就能學習到正常的網路活動應該是什麼樣子的。當這個被訓練的網路被輸入新的數據時,它就能偶判斷出哪些是正常的活動,哪些是被期待的,哪些是異常的。
訓練一個神經網路來識別預期行為是有好處的,因為異常數據不多,或者是不能夠准確的將異常行為進行分類。我們在正常的數據里進行訓練,它就能夠在未來的某個時間點提醒我們非正常活動的出現。
說句題外話,訓練的神經網路並不一定非得識別到特定事情發生的特定時間點(例如,它不知道那個特殊的日子就是周日),但是它一定會發現一些值得我們注意的一些更明顯的時間模式和一些可能並不明顯的事件之間的聯系。
我們將概述一下怎麼用 Deeplearning4j(一個在JVM上被廣泛應用的深度學習開源資料庫)來解決這個問題。Deeplearning4j在模型開發過程中提供了很多有用的工具:DataVec是一款為ETL(提取-轉化-載入)任務准備模型訓練數據的集成工具。正如Sqoop為Hadoop載入數據,DataVec將數據進行清洗、預處理、規范化與標准化之後將數據載入到神經網路。這跟Trifacta』s Wrangler也相似,只不過它更關注二進制數據。
開始階段
第一階段包括典型的大數據任務和ETL:我們需要收集、移動、儲存、准備、規范化、矢量話日誌。時間跨度的長短是必須被規定好的。數據的轉化需要花費一些功夫,這是由於JSON日誌、文本日誌、還有一些非連續標注模式都必須被識別並且轉化為數值數組。DataVec能夠幫助進行轉化和規范化數據。在開發機器學習訓練模型時,數據需要分為訓練集和測試集。
訓練神經網路
神經網路的初始訓練需要在訓練數據集中進行。
在第一次訓練的時候,你需要調整一些超參數以使模型能夠實現在數據中學習。這個過程需要控制在合理的時間內。關於超參數我們將在之後進行討論。在模型訓練的過程中,你應該以降低錯誤為目標。
但是這可能會出現神經網路模型過度擬合的風險。有過度擬合現象出現的模型往往會在訓練集中的很高的分數,但是在遇到新的數據時就會得出錯誤結論。用機器學習的語言來說就是它不夠通用化。Deeplearning4J提供正則化的工具和「過早停止」來避免訓練過程中的過度擬合。
神經網路的訓練是最花費時間和耗費硬體的一步。在GPUs上訓練能夠有效的減少訓練時間,尤其是做圖像識別的時候。但是額外的硬體設施就帶來多餘的花銷,所以你的深度學習的框架必須能夠有效的利用硬體設施。Azure和亞馬遜等雲服務提供了基於GPU的實例,神經網路還可以在異構集群上進行訓練。
創建模型
Deeplearning4J提供ModelSerializer來保存訓練模型。訓練模型可以被保存或者是在之後的訓練中被使用或更新。
在執行異常檢測的過程中,日誌文件的格式需要與訓練模型一致,基於神經網路的輸出結果,你將會得到是否當前的活動符合正常網路行為預期的結論。
代碼示例
遞歸神經網路的結構應該是這樣子的:
MultiLayerConfiguration conf = new NeuralNetConfiguration.Builder(
.seed(123)
.optimizationAlgo(OptimizationAlgorithm.STOCHASTIC_GRADIENT_DESCENT).iterations(1)
.weightInit(WeightInit.XAVIER)
.updater(Updater.NESTEROVS).momentum(0.9)
.learningRate(0.005)
.gradientNormalization(GradientNormalization.ClipElementWiseAbsoluteValue)
.(0.5)
.list()
.layer(0, new GravesLSTM.Builder().activation("tanh").nIn(1).nOut(10).build())
.layer(1, new RnnOutputLayer.Builder(LossFunctions.LossFunction.MCXENT)
.activation("softmax").nIn(10).nOut(numLabelClasses).build())
.pretrain(false).backprop(true).build();
MultiLayerNetwork net = new MultiLayerNetwork(conf);
net.init();
下面解釋一下幾行重要的代碼:
.seed(123)
隨機設置一個種子值對神經網路的權值進行初始化,以此獲得一個有復驗性的結果。系數通常都是被隨機的初始化的,以使我們在調整其他超參數時仍獲得一致的結果。我們需要設定一個種子值,讓我們在調整和測試的時候能夠用這個隨機的權值。
.optimizationAlgo(OptimizationAlgorithm.STOCHASTIC_GRADIENT_DESCENT).iterations(1)
決定使用哪個最優演算法(在這個例子中是隨機梯度下降法)來調整權值以提高誤差分數。你可能不需要對這個進行修改。
.learningRate(0.005)
當我們使用隨機梯度下降法的時候,誤差梯度就被計算出來了。在我們試圖將誤差值減到最小的過程中,權值也隨之變化。SGD給我們一個讓誤差更小的方向,這個學習效率就決定了我們該在這個方向上邁多大的梯度。如果學習效率太高,你可能是超過了誤差最小值;如果太低,你的訓練可能將會永遠進行。這是一個你需要調整的超參數。
❺ 神經網路,什麼過擬合,什麼是欠擬合
欠擬合是指模型不能在訓練集上獲得足夠低的誤差。而過擬合是指訓練誤差和測試誤差之間的差距太大。
考慮過多,超出自變數的一般含義維度,過多考慮雜訊,會造成過擬合。
可以認為預測准確率、召回率都比理論上最佳擬合函數低很多,則為欠擬合。
簡介
人工神經網路按其模型結構大體可以分為前饋型網路(也稱為多層感知機網路)和反饋型網路(也稱為Hopfield網路)兩大類,前者在數學上可以看作是一類大規模的非線性映射系統,後者則是一類大規模的非線性動力學系統。
按照學習方式,人工神經網路又可分為有監督學習、非監督和半監督學習三類;按工作方式則可分為確定性和隨機性兩類;按時間特性還可分為連續型或離散型兩類,等等。
❻ 請問大神:函數擬合神經網路(fitnet)是BP神經網路嗎在線等待中。
只能說BP神經網路具有擬合非線性函數的功能,屬於一種函數擬合神經網路。
人工神經網路就是模擬人思維的第二種方式。這是一個非線性動力學系統,其特色在於信息的分布式存儲和並行協同處理。雖然單個神經元的結構極其簡單,功能有限,但大量神經元構成的網路系統所能實現的行為卻是極其豐富多彩的。
非線性關系是自然界的普遍特性。大腦的智慧就是一種非線性現象。人工神經元處於激活或抑制二種不同的狀態,這種行為在數學上表現為一種非線性關系。具有閾值的神經元構成的網路具有更好的性能,可以提高容錯性和存儲容量。
❼ 通過哪些參數看神經網路擬合出來的函數效果神經網路擬合時如何確定隱藏的節點數
主要看均方誤差和其百分比(准確率)。假如你擬合出來是ui,計算(yi-ui)^2的平均值,然後計算這個平均值與yi平均值的比(也就是均方誤差百分比),當然用1減去這個百分比就是准確率了。一般也會畫一幅圖,把yi和ui分別用不同的顏色或者符號表示出來,直觀對比。
擬合時的隱含層節點數目前沒有一個通行的公式進行確定,只能憑借經驗和試湊。一般情況下,問題的復雜程度(非線性程度和維度)越高,隱含層節點數越多。這里介紹一個小經驗:先用不太大的節點數進行預測,如果增加節點數測試集准確率和訓練集准確率都有所提升,則應該繼續增加。如果增加節點數測試集准確率增加很不明顯,而訓練集准確率還是有所提升,則不應該繼續增加,當前的就是很理想的,繼續增加節點數只會起到反效果。
❽ 什麼是BP神經網路
BP演算法的基本思想是:學習過程由信號正向傳播與誤差的反向回傳兩個部分組成;正向傳播時,輸入樣本從輸入層傳入,經各隱層依次逐層處理,傳向輸出層,若輸出層輸出與期望不符,則將誤差作為調整信號逐層反向回傳,對神經元之間的連接權矩陣做出處理,使誤差減小。經反復學習,最終使誤差減小到可接受的范圍。具體步驟如下:
1、從訓練集中取出某一樣本,把信息輸入網路中。
2、通過各節點間的連接情況正向逐層處理後,得到神經網路的實際輸出。
3、計算網路實際輸出與期望輸出的誤差。
4、將誤差逐層反向回傳至之前各層,並按一定原則將誤差信號載入到連接權值上,使整個神經網路的連接權值向誤差減小的方向轉化。
5、対訓練集中每一個輸入—輸出樣本對重復以上步驟,直到整個訓練樣本集的誤差減小到符合要求為止。
❾ 神經網路,什麼過擬合,什麼是欠擬合
欠擬合是指模型不能在訓練集上獲得足夠低的誤差。而過擬合是指訓練誤差和測試誤差之間的差距太大。
通過調整模型的容量(capacity),我們可以控制模型是否偏向於過擬合或者欠擬合。通俗地,模型的容量是指其擬合各種函數的能力。容量低的模型可能很難擬合訓練集。容量高的模型可能會過擬合,因為記住了不適用於測試集的訓練集性質。
❿ 什麼是神經網路
隱層節點數在BP 網路中,隱層節點數的選擇非常重要,它不僅對建立的神經網路模型的性能影響很大,而且是訓練時出現「過擬合」的直接原因,但是目前理論上還沒有一種科學的和普遍的確定方法。 目前多數文獻中提出的確定隱層節點數的計算公式都是針對訓練樣本任意多的情況,而且多數是針對最不利的情況,一般工程實踐中很難滿足,不宜採用。事實上,各種計算公式得到的隱層節點數有時相差幾倍甚至上百倍。為盡可能避免訓練時出現「過擬合」現象,保證足夠高的網路性能和泛化能力,確定隱層節點數的最基本原則是:在滿足精度要求的前提下取盡可能緊湊的結構,即取盡可能少的隱層節點數。研究表明,隱層節點數不僅與輸入/輸出層的節點數有關,更與需解決的問題的復雜程度和轉換函數的型式以及樣本數據的特性等因素有關。在確定隱層節點數時必須滿足下列條件:(1)隱層節點數必須小於N-1(其中N為訓練樣本數),否則,網路模型的系統誤差與訓練樣本的特性無關而趨於零,即建立的網路模型沒有泛化能力,也沒有任何實用價值。同理可推得:輸入層的節點數(變數數)必須小於N-1。(2) 訓練樣本數必須多於網路模型的連接權數,一般為2~10倍,否則,樣本必須分成幾部分並採用「輪流訓練」的方法才可能得到可靠的神經網路模型。 總之,若隱層節點數太少,網路可能根本不能訓練或網路性能很差;若隱層節點數太多,雖然可使網路的系統誤差減小,但一方面使網路訓練時間延長,另一方面,訓練容易陷入局部極小點而得不到最優點,也是訓練時出現「過擬合」的內在原因。因此,合理隱層節點數應在綜合考慮網路結構復雜程度和誤差大小的情況下用節點刪除法和擴張法確定。