什麼是神經網路?這得先從簡單的開始,接下來會介紹一種人工神經網路——perceptrons(視感控器)。早期的相關工作是warren mcculloch 和 walter pitts進行的,後來在1950s和1960s, 科學家frank rosenblatt對其進行了研究並且發揚光大。然而,現在應用得比較多的是sigmoid neuron,在後續會講解。在這裡,先講解perceptrons。
perceptrons是怎麼工作的呢?如下圖:
x1,x2,x3分別代表輸入(input),輸出(output)是二進位制的,0或者1。input的個數並沒有嚴格的限制,可以1個或多個,而output在乙個perceptron裡只有乙個。rosenblatt提出了乙個規則去計算output:設定權重w1,w2,….,等等,用實數代表每個input對於output的重要性,而output則由下式決定,其中threshold是臨界值的意思:
這就是perceptron的工作原理。
你非常喜歡吃乳酪,最近市區裡要舉行乳酪節,但是你不知道去還是不去。以下有幾點你需要考慮的條件:
通過對threshold和weight的設定,可以得到不同的決策模型。例如設定threshold為3。當天氣好的時候或者x2=1,x3=1成立的時候,這個perceptron會決定你去參加節日。換句話說,這是另一種決策模型,降低threshold意味著你更願意去參加節日。
人腦覺得沒有這麼簡單,不過perceptron向我們展示的是,通過衡量不同的方面,不同的事實,來做出決策的方案。下面是乙個更加複雜精妙的模型:
顯然,圖上的神經網路,可以分成兩個層次的perceptrons,第一層有3個perceptrons,第二層有4個。當然,也可以設定第三層,甚至四層等。通過這種方法,能夠表達更加複雜和抽象的決策。
細心的讀者可能會發現,上面的perceptrons有多個output,其實是代表乙個,只是這乙個output可能用於多個下一層的perceptrons
其中有如下定義:
這只是換了一種形式表達一開始給出的式子,累加用向量形式表示,用b代表threshold的相反數。可以認為b代表讓output達到1的容易程度。或者從生物學角度看,b衡量了啟用perceptron的容易程度。
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