神经网络、机器学习和深度学习是人工智能领域中非常重要的概念,它们之间既有联系又有区别。
神经网络
原理
- 神经元模型:神经网络的灵感来源于人类大脑的神经元结构。在人工神经网络中,每个神经元接收来自其他神经元或输入层的多个输入信号,并对这些输入进行加权求和。每个输入都有一个对应的权重,权重的大小决定了该输入对神经元的影响程度。例如,对于一个识别图像中是否有猫的神经网络,输入可能是图像的像素值,每个像素的权重表示其对判断是否有猫的重要性。
- 激活函数:加权求和的结果会通过一个激活函数进行处理,以确定神经元的输出。激活函数的作用是为神经网络引入非线性特性,因为如果没有激活函数,神经网络就只能处理线性问题,而现实中的很多问题都是非线性的。常见的激活函数有 Sigmoid 函数、ReLU 函数和 Tanh 函数等。Sigmoid 函数可以将输入值压缩到 0 到 1 之间,适合二分类问题;ReLU 函数在输入为正数时输出等于输入,输入为负数时输出为 0,计算简单且能有效避免梯度消失问题;Tanh 函数的输出值在 -1 到 1 之间,相比 Sigmoid 函数,其输出的均值更接近 0,在一些情况下可以使训练更加稳定。
- 网络结构:神经网络由多个神经元按照一定的层次结构连接而成。通常包括输入层、隐藏层和输出层。输入层接收外部输入数据,隐藏层对数据进行处理和转换,输出层产生最终的输出结果。隐藏层可以有一层或多层,层数越多,神经网络的表达能力越强,能够处理更复杂的问题。例如,在一个用于手写数字识别的神经网络中ÿ