评价神经网络性能的指标,神经网络收敛性分析
BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂是什么?
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神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂有收斂結(jié)果和收斂性兩種收斂結(jié)果就是經(jīng)過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算后產(chǎn)生的結(jié)果一般來(lái)說(shuō)是1或者0收斂性可以理解經(jīng)過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算后能不能產(chǎn)生1或0或者產(chǎn)生1或0的概率是多少用概率來(lái)衡量神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂性。
如何用顯著性檢測(cè)來(lái)解釋卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂性?
bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂問(wèn)題
當(dāng)然是越慢。因?yàn)橐呀?jīng)接近最低點(diǎn),訓(xùn)練也進(jìn)入誤差曲面的平坦區(qū),每次搜索的誤差下降速度是減慢的。這一點(diǎn)可以在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差調(diào)整公式上看出。
事實(shí)上收斂速度逐漸減慢,這是正常的,如果一定要避免這種情況,可以自適應(yīng)改變學(xué)習(xí)率。由于傳統(tǒng)BP算法的學(xué)習(xí)速率是固定的,因此網(wǎng)絡(luò)的收斂速度慢,需要較長(zhǎng)的訓(xùn)練時(shí)間。
對(duì)于一些復(fù)雜問(wèn)題,BP算法需要的訓(xùn)練時(shí)間可能非常長(zhǎng),這主要是由于學(xué)習(xí)速率太小造成的,可采用變化的學(xué)習(xí)速率或自適應(yīng)的學(xué)習(xí)速率加以改進(jìn)。
BP算法可以使權(quán)值收斂到某個(gè)值,但并不保證其為誤差平面的全局最小值,這是因?yàn)椴捎锰荻认陆捣赡墚a(chǎn)生一個(gè)局部最小值。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,可以采用附加動(dòng)量法來(lái)解決。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的收斂性和聚類性是一個(gè)概念嗎 30
什么叫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?
楓舞給出基本的概念:一.一些基本常識(shí)和原理[什么叫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?]人的思維有邏輯性和直觀性兩種不同的基本方式。
邏輯性的思維是指根據(jù)邏輯規(guī)則進(jìn)行推理的過(guò)程;它先將信息化成概念,并用符號(hào)表示,然后,根據(jù)符號(hào)運(yùn)算按串行模式進(jìn)行邏輯推理;這一過(guò)程可以寫成串行的指令,讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行。
然而,直觀性的思維是將分布式存儲(chǔ)的信息綜合起來(lái),結(jié)果是忽然間產(chǎn)生想法或解決問(wèn)題的辦法。
這種思維方式的根本之點(diǎn)在于以下兩點(diǎn):1.信息是通過(guò)神經(jīng)元上的興奮模式分布儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)上;2.信息處理是通過(guò)神經(jīng)元之間同時(shí)相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程來(lái)完成的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是模擬人思維的第二種方式。
這是一個(gè)非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),其特色在于信息的分布式存儲(chǔ)和并行協(xié)同處理。雖然單個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單,功能有限,但大量神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的行為卻是極其豐富多彩的。
[人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)首先要以一定的學(xué)習(xí)準(zhǔn)則進(jìn)行學(xué)習(xí),然后才能工作。
現(xiàn)以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)手寫“A”、“B”兩個(gè)字母的識(shí)別為例進(jìn)行說(shuō)明,規(guī)定當(dāng)“A”輸入網(wǎng)絡(luò)時(shí),應(yīng)該輸出“1”,而當(dāng)輸入為“B”時(shí),輸出為“0”。
所以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的準(zhǔn)則應(yīng)該是:如果網(wǎng)絡(luò)作出錯(cuò)誤的的判決,則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí),應(yīng)使得網(wǎng)絡(luò)減少下次犯同樣錯(cuò)誤的可能性。
首先,給網(wǎng)絡(luò)的各連接權(quán)值賦予(0,1)區(qū)間內(nèi)的隨機(jī)值,將“A”所對(duì)應(yīng)的圖象模式輸入給網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)將輸入模式加權(quán)求和、與門限比較、再進(jìn)行非線性運(yùn)算,得到網(wǎng)絡(luò)的輸出。
在此情況下,網(wǎng)絡(luò)輸出為“1”和“0”的概率各為50%,也就是說(shuō)是完全隨機(jī)的。這時(shí)如果輸出為“1”(結(jié)果正確),則使連接權(quán)值增大,以便使網(wǎng)絡(luò)再次遇到“A”模式輸入時(shí),仍然能作出正確的判斷。
如果輸出為“0”(即結(jié)果錯(cuò)誤),則把網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值朝著減小綜合輸入加權(quán)值的方向調(diào)整,其目的在于使網(wǎng)絡(luò)下次再遇到“A”模式輸入時(shí),減小犯同樣錯(cuò)誤的可能性。
如此操作調(diào)整,當(dāng)給網(wǎng)絡(luò)輪番輸入若干個(gè)手寫字母“A”、“B”后,經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)按以上學(xué)習(xí)方法進(jìn)行若干次學(xué)習(xí)后,網(wǎng)絡(luò)判斷的正確率將大大提高。
這說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)對(duì)這兩個(gè)模式的學(xué)習(xí)已經(jīng)獲得了成功,它已將這兩個(gè)模式分布地記憶在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)連接權(quán)值上。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)再次遇到其中任何一個(gè)模式時(shí),能夠作出迅速、準(zhǔn)確的判斷和識(shí)別。
一般說(shuō)來(lái),網(wǎng)絡(luò)中所含的神經(jīng)元個(gè)數(shù)越多,則它能記憶、識(shí)別的模式也就越多。
=================================================楓舞推薦一個(gè)小程序:關(guān)于一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬程序的下載人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(BP網(wǎng)絡(luò))V1.0Beta作者:沈琦作者關(guān)于此程序的說(shuō)明:從輸出結(jié)果可以看到,前3條"學(xué)習(xí)"指令,使"輸出"神經(jīng)元收斂到了值0.515974。
而后3條"學(xué)習(xí)"指令,其收斂到了值0.520051。再看看處理4和11的指令結(jié)果P*Out1:0.520051看到了嗎?"大腦"識(shí)別出了4和11是屬于第二類的!
怎么樣?很神奇吧?再打show指令看看吧!"神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)"已經(jīng)形成了!你可以自己任意的設(shè)"模式"讓這個(gè)"大腦"學(xué)習(xí)分辯哦!只要樣本數(shù)據(jù)量充分(可含有誤差的樣本),如果能夠在out數(shù)據(jù)上收斂地話,那它就能分辨地很準(zhǔn)哦!有時(shí)不是絕對(duì)精確,因?yàn)樗哂?#34;模糊處理"的特性.看Process輸出的值接近哪個(gè)Learning的值就是"大腦"作出的"模糊性"判別!=================================================楓舞推薦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究社區(qū):人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)論壇(舊版,楓舞推薦)國(guó)際神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)(INNS)(英文)歐洲神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)(ENNS)(英文)亞太神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)(APNNA)(英文)日本神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)會(huì)(JNNS)(日文)國(guó)際電氣工程師協(xié)會(huì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分會(huì)研學(xué)論壇神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);sty=1&age=0人工智能研究者俱樂(lè)部2nsoft人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中文站=================================================楓舞推薦部分書籍:人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門講稿(PDF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)FAQ(英文)數(shù)字神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(電子圖書)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論(英文)===============================================楓舞還找到一份很有參考價(jià)值的講座是Powerpoint文件,比較大,如果網(wǎng)速不夠最好用鼠標(biāo)右鍵下載另存.=========================================================楓舞添言:很久之前,楓舞夢(mèng)想智能機(jī)器人從自己手中誕生,SO在學(xué)專業(yè)的時(shí)候也有往這方面發(fā)展...考研的時(shí)候亦是朝著人工智能的方向發(fā)展..但是很不幸的是楓舞考研失敗只好放棄這個(gè)美好的愿望,為生活奔波.希望你能夠成為一個(gè)好的智能計(jì)算機(jī)工程師..楓舞已經(jīng)努力的在給你提供條件資源哦~~。
怎么看出SVM比BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度快
單純比較收斂速度并沒(méi)有意義,因?yàn)閮煞N方法的原理完全不同。但從得到全局最優(yōu)解的角度來(lái)看,SVM效果較好。
一、SVM可以發(fā)現(xiàn)全局最優(yōu),而BP算法通常只能獲得局部最優(yōu)SVM學(xué)習(xí)問(wèn)題可以表示為凸優(yōu)化問(wèn)題,因此可以利用已知的有效算法發(fā)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的全局最小值。
而其他分類方法(如基于規(guī)則的分類器和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))都采用一種基于貪心學(xué)習(xí)的策略來(lái)搜索假設(shè)空間,這種方法一般只能獲得局部最優(yōu)解。
二、SVM方法避免了“維數(shù)災(zāi)難”SVM方法巧妙地解決了維數(shù)災(zāi)難難題:應(yīng)用核函數(shù)的展開定理,就不需要知道非線性映射的顯式表達(dá)式;由于是在高維特征空間中建立線性學(xué)習(xí)機(jī),所以與線性模型相比,不但幾乎不增加計(jì)算的復(fù)雜性,而且在某種程度上避免了“維數(shù)災(zāi)難”.這一切要?dú)w功于核函數(shù)的展開和計(jì)算理論。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是什么?
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以指向兩種,一個(gè)是生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),一個(gè)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):一般指生物的大腦神經(jīng)元,細(xì)胞,觸點(diǎn)等組成的網(wǎng)絡(luò),用于產(chǎn)生生物的意識(shí),幫助生物進(jìn)行思考和行動(dòng)。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks,簡(jiǎn)寫為ANNs)也簡(jiǎn)稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NNs)或稱作連接模型(ConnectionModel),它是一種模仿動(dòng)物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)行為特征,進(jìn)行分布式并行信息處理的算法數(shù)學(xué)模型。
這種網(wǎng)絡(luò)依靠系統(tǒng)的復(fù)雜程度,通過(guò)調(diào)整內(nèi)部大量節(jié)點(diǎn)之間相互連接的關(guān)系,從而達(dá)到處理信息的目的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):是一種應(yīng)用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行信息處理的數(shù)學(xué)模型。
在工程與學(xué)術(shù)界也常直接簡(jiǎn)稱為“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”或類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如何確定
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定原則:①、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)?網(wǎng)絡(luò)輸入層神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)就是系統(tǒng)的特征因子(自變量)個(gè)數(shù),輸出層神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)就是系統(tǒng)目標(biāo)個(gè)數(shù)。隱層節(jié)點(diǎn)選按經(jīng)驗(yàn)選取,一般設(shè)為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)的75%。
如果輸入層有7個(gè)節(jié)點(diǎn),輸出層1個(gè)節(jié)點(diǎn),那么隱含層可暫設(shè)為5個(gè)節(jié)點(diǎn),即構(gòu)成一個(gè)7-5-1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在系統(tǒng)訓(xùn)練時(shí),實(shí)際還要對(duì)不同的隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)4、5、6個(gè)分別進(jìn)行比較,最后確定出最合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
②、初始權(quán)值的確定?初始權(quán)值是不應(yīng)完全相等的一組值。已經(jīng)證明,即便確定?存在一組互不相等的使系統(tǒng)誤差更小的權(quán)值,如果所設(shè)Wji的的初始值彼此相等,它們將在學(xué)習(xí)過(guò)程中始終保持相等。
故而,在程序中,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)隨機(jī)發(fā)生器程序,產(chǎn)生一組一0.5~+0.5的隨機(jī)數(shù),作為網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值。
③、最小訓(xùn)練速率?在經(jīng)典的BP算法中,訓(xùn)練速率是由經(jīng)驗(yàn)確定,訓(xùn)練速率越大,權(quán)重變化越大,收斂越快;但訓(xùn)練速率過(guò)大,會(huì)引起系統(tǒng)的振蕩,因此,訓(xùn)練速率在不導(dǎo)致振蕩前提下,越大越好。
因此,在DPS中,訓(xùn)練速率會(huì)自動(dòng)調(diào)整,并盡可能取大一些的值,但用戶可規(guī)定一個(gè)最小訓(xùn)練速率。該值一般取0.9。④、動(dòng)態(tài)參數(shù)?動(dòng)態(tài)系數(shù)的選擇也是經(jīng)驗(yàn)性的,一般取0.6~0.8。
⑤、允許誤差?一般取0.001~0.00001,當(dāng)2次迭代結(jié)果的誤差小于該值時(shí),系統(tǒng)結(jié)束迭代計(jì)算,給出結(jié)果。⑥、迭代次數(shù)?一般取1000次。
由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算并不能保證在各種參數(shù)配置下迭代結(jié)果收斂,當(dāng)?shù)Y(jié)果不收斂時(shí),允許最大的迭代次數(shù)。⑦、Sigmoid參數(shù)該參數(shù)調(diào)整神經(jīng)元激勵(lì)函數(shù)形式,一般取0.9~1.0之間。⑧、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
在DPS系統(tǒng)中,允許對(duì)輸入層各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,提供轉(zhuǎn)換的方法有取對(duì)數(shù)、平方根轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換。擴(kuò)展資料:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究?jī)?nèi)容相當(dāng)廣泛,反映了多學(xué)科交叉技術(shù)領(lǐng)域的特點(diǎn)。
主要的研究工作集中在以下幾個(gè)方面:1.生物原型從生理學(xué)、心理學(xué)、解剖學(xué)、腦科學(xué)、病理學(xué)等方面研究神經(jīng)細(xì)胞、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)系統(tǒng)的生物原型結(jié)構(gòu)及其功能機(jī)理。
2.建立模型根據(jù)生物原型的研究,建立神經(jīng)元、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論模型。其中包括概念模型、知識(shí)模型、物理化學(xué)模型、數(shù)學(xué)模型等。
3.算法在理論模型研究的基礎(chǔ)上構(gòu)作具體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)模擬或準(zhǔn)備制作硬件,包括網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的研究。這方面的工作也稱為技術(shù)模型研究。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用到的算法就是向量乘法,并且廣泛采用符號(hào)函數(shù)及其各種逼近。并行、容錯(cuò)、可以硬件實(shí)現(xiàn)以及自我學(xué)習(xí)特性,是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)基本優(yōu)點(diǎn),也是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法與傳統(tǒng)方法的區(qū)別所在。
參考資料:百度百科-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(通信定義)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)學(xué)知識(shí)
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)要用到遺傳算法,遺傳算法在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用主要反映在3個(gè)方面:網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí),網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)的分析。1.遺傳算法在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,遺傳算法可用于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)。
這時(shí),它在兩個(gè)方面起作用(1)學(xué)習(xí)規(guī)則的優(yōu)化用遺傳算法對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)規(guī)則實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化,從而提高學(xué)習(xí)速率。(2)網(wǎng)絡(luò)權(quán)系數(shù)的優(yōu)化用遺傳算法的全局優(yōu)化及隱含并行性的特點(diǎn)提高權(quán)系數(shù)優(yōu)化速度。
2.遺傳算法在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用用遺傳算法設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),首先是要解決網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的編碼問(wèn)題;然后才能以選擇、交叉、變異操作得出最優(yōu)結(jié)構(gòu)。
編碼方法主要有下列3種:(1)直接編碼法這是把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直接用二進(jìn)制串表示,在遺傳算法中,“染色體”實(shí)質(zhì)上和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種映射關(guān)系。通過(guò)對(duì)“染色體”的優(yōu)化就實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。
(2)參數(shù)化編碼法參數(shù)化編碼采用的編碼較為抽象,編碼包括網(wǎng)絡(luò)層數(shù)、每層神經(jīng)元數(shù)、各層互連方式等信息。一般對(duì)進(jìn)化后的優(yōu)化“染色體”進(jìn)行分析,然后產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。
(3)繁衍生長(zhǎng)法這種方法不是在“染色體”中直接編碼神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),而是把一些簡(jiǎn)單的生長(zhǎng)語(yǔ)法規(guī)則編碼入“染色體”中;然后,由遺傳算法對(duì)這些生長(zhǎng)語(yǔ)法規(guī)則不斷進(jìn)行改變,最后生成適合所解的問(wèn)題的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
這種方法與自然界生物地生長(zhǎng)進(jìn)化相一致。3.遺傳算法在網(wǎng)絡(luò)分析中的應(yīng)用遺傳算法可用于分析神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由于有分布存儲(chǔ)等特點(diǎn),一般難以從其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接理解其功能。
遺傳算法可對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行功能分析,性質(zhì)分析,狀態(tài)分析。遺傳算法雖然可以在多種領(lǐng)域都有實(shí)際應(yīng)用,并且也展示了它潛力和寬廣前景;但是,遺傳算法還有大量的問(wèn)題需要研究,目前也還有各種不足。
首先,在變量多,取值范圍大或無(wú)給定范圍時(shí),收斂速度下降;其次,可找到最優(yōu)解附近,但無(wú)法精確確定最擾解位置;最后,遺傳算法的參數(shù)選擇尚未有定量方法。
對(duì)遺傳算法,還需要進(jìn)一步研究其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論;還需要在理論上證明它與其它優(yōu)化技術(shù)的優(yōu)劣及原因;還需研究硬件化的遺傳算法;以及遺傳算法的通用編程和形式等。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的评价神经网络性能的指标,神经网络收敛性分析的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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