人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork,即ANN),是20世纪80年代以来人工智能领域兴起的研究热点。
它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象,建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。
神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activationfunction)。
每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。
而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。
谷歌人工智能写作项目:小发猫
何止3个(类)?
深度的大多ReLU以及类似的,softplus是reLu软化的产物;RBF的话Gaussian很常见;Sigmoif类里tanh和logistic等也很常用;实在不济,stepfunction也可以用常见的神经网络结构。
某些regression问题直接在最后层用identityfunction,也算是激活函数。
1.什么是激活函数?生物神经网络启发了人工神经网络的发展。但是,ANN并非大脑运作的近似表示。
不过在我们了解为什么在人工神经网络中使用激活函数之前,先了解生物神经网络与激活函数的相关性是很有用处的。2.神经网络如何学习?我们有必要对神经网络如何学习有一个基本了解。
假设网络的期望输出是y(标注值),但网络实际输出的是y'(预测值)。预测输出和期望输出之间的差距(y-y')可以转化成一种度量,即损失函数(J)。
神经网络犯大量错误时,损失很高;神经网络犯错较少时,损失较低。训练目标就是找到使训练集上的损失函数最小化的权重矩阵和偏置向量。
(一)方法原理人工神经网络是由大量的类似人脑神经元的简单处理单元广泛地相互连接而成的复杂的网络系统。理论和实践表明,在信息处理方面,神经网络方法比传统模式识别方法更具有优势。
人工神经元是神经网络的基本处理单元,其接收的信息为x1,x2,…,xn,而ωij表示第i个神经元到第j个神经元的连接强度或称权重。
神经元的输入是接收信息X=(x1,x2,…,xn)与权重W={ωij}的点积,将输入与设定的某一阈值作比较,再经过某种神经元激活函数f的作用,便得到该神经元的输出Oi。
常见的激活函数为Sigmoid型。
人工神经元的输入与输出的关系为地球物理勘探概论式中:xi为第i个输入元素,即n维输入矢量X的第i个分量;ωi为第i个输入与处理单元间的互联权重;θ为处理单元的内部阈值;y为处理单元的输出。
常用的人工神经网络是BP网络,它由输入层、隐含层和输出层三部分组成。BP算法是一种有监督的模式识别方法,包括学习和识别两部分,其中学习过程又可分为正向传播和反向传播两部分。
正向传播开始时,对所有的连接权值置随机数作为初值,选取模式集的任一模式作为输入,转向隐含层处理,并在输出层得到该模式对应的输出值。每一层神经元状态只影响下一层神经元状态。
此时,输出值一般与期望值存在较大的误差,需要通过误差反向传递过程,计算模式的各层神经元权值的变化量。这个过程不断重复,直至完成对该模式集所有模式的计算,产生这一轮训练值的变化量Δωij。
在修正网络中各种神经元的权值后,网络重新按照正向传播方式得到输出。实际输出值与期望值之间的误差可以导致新一轮的权值修正。正向传播与反向传播过程循环往复,直到网络收敛,得到网络收敛后的互联权值和阈值。
(二)BP神经网络计算步骤(1)初始化连接权值和阈值为一小的随机值,即W(0)=任意值,θ(0)=任意值。(2)输入一个样本X。
(3)正向传播,计算实际输出,即根据输入样本值、互联权值和阈值,计算样本的实际输出。
其中输入层的输出等于输入样本值,隐含层和输出层的输入为地球物理勘探概论输出为地球物理勘探概论式中:f为阈值逻辑函数,一般取Sigmoid函数,即地球物理勘探概论式中:θj表示阈值或偏置;θ0的作用是调节Sigmoid函数的形状。
较小的θ0将使Sigmoid函数逼近于阈值逻辑单元的特征,较大的θ0将导致Sigmoid函数变平缓,一般取θ0=1。
(4)计算实际输出与理想输出的误差地球物理勘探概论式中:tpk为理想输出;Opk为实际输出;p为样本号;k为输出节点号。
(5)误差反向传播,修改权值地球物理勘探概论式中:地球物理勘探概论地球物理勘探概论(6)判断收敛。若误差小于给定值,则结束,否则转向步骤(2)。
(三)塔北雅克拉地区BP神经网络预测实例以塔北雅克拉地区S4井为已知样本,取氧化还原电位,放射性元素Rn、Th、Tc、U、K和地震反射构造面等7个特征为识别的依据。
构造面反映了局部构造的起伏变化,其局部隆起部位应是油气运移和富集的有利部位,它可以作为判断含油气性的诸种因素之一。
在该地区投入了高精度重磁、土壤微磁、频谱激电等多种方法,一些参数未入选为判别的特征参数,是因为某些参数是相关的。
在使用神经网络方法判别之前,还采用K-L变换(Karhaem-Loeve)来分析和提取特征。S4井位于测区西南部5线25点,是区内唯一已知井。
该井在5390.6m的侏罗系地层获得40.6m厚的油气层,在5482m深的震旦系地层中获58m厚的油气层。
取S4井周围9个点,即4~6线的23~25点作为已知油气的训练样本;由于区内没有未见油的钻井,只好根据地质资料分析,选取14~16线的55~57点作为非油气的训练样本。
BP网络学习迭代17174次,总误差为0.0001,学习效果相当满意。以学习后的网络进行识别,得出结果如图6-2-4所示。
图6-2-4塔北雅克拉地区BP神经网络聚类结果(据刘天佑等,1997)由图6-2-4可见,由预测值大于0.9可得5个大封闭圈远景区,其中测区南部①号远景区对应着已知油井S4井;②、③号油气远景区位于地震勘探所查明的托库1、2号构造,该两个构造位于沙雅隆起的东段,其西段即为1984年钻遇高产油气流的Sch2井,应是含油气性好的远景区;④、⑤号远景区位于大涝坝构造,是yh油田的组成部分。
一般来说,神经网络的激励函数有以下几种:阶跃函数,准线性函数,双曲正切函数,Sigmoid函数等等,其中sigmoid函数就是你所说的S型函数。
以我看来,在你训练神经网络时,激励函数是不轻易换的,通常设置为S型函数。如果你的神经网络训练效果不好,应从你所选择的算法上和你的数据上找原因。
算法上BP神经网络主要有自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法(traingdx),Levenberg-Marquardt反向传播算法(trainlm)等等,我列出的这两种是最常用的,其中BP默认的是后一种。
数据上,看看是不是有误差数据,如果有及其剔除,否则也会影响预测或识别的效果。
楼主你好!根据你的描述,让我来给你回答!翻译为激活函数(activationfunction)会更好。激活函数是用来加入非线性因素的,因为线性模型的表达能力不够。
希望能帮到你,如果满意,请记得采纳哦~~~。