第十一章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用基礎(chǔ)01020304人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定義人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程激活函數(shù)性能優(yōu)化目錄CONTENTS05示例：鳶尾花分類(lèi)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)定義01人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）定義應(yīng)用領(lǐng)域人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetwork，簡(jiǎn)稱(chēng)ANN）是一種受到生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)的計(jì)算模型，旨在模擬人類(lèi)大腦神經(jīng)元的連接方式，用于處理復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算任務(wù)。它是由大量的節(jié)點(diǎn)（神經(jīng)元）組成的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)連接權(quán)重和激活函數(shù)對(duì)輸入信息進(jìn)行處理和傳遞。ANN可以表示為一個(gè)由輸入層、隱藏層和輸出層組成的多層網(wǎng)絡(luò)，具有非線性映射的能力。計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理、金融、醫(yī)療領(lǐng)域、工業(yè)自動(dòng)化、推薦系統(tǒng)、游戲與娛樂(lè)。生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)生物神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的基本單元，主要由細(xì)胞體、樹(shù)突和軸突組成。細(xì)胞體包含細(xì)胞核，是信息處理的核心；樹(shù)突接收其他神經(jīng)元傳遞的信號(hào)；軸突將信號(hào)傳遞給其他神經(jīng)元。每個(gè)神經(jīng)元通過(guò)電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)與其他神經(jīng)元連接，形成復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于處理和傳輸信息。這種結(jié)構(gòu)與功能為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提供了重要啟發(fā)。M-P神經(jīng)元模型輸入信號(hào)：x1,x2,...,xn?權(quán)重：w1,w2,...,wn偏置（閾值的相反數(shù)）：b激活函數(shù)：輸出y由激活函數(shù)決定，常見(jiàn)的激活函數(shù)如階躍函數(shù)（sign函數(shù)）M-P神經(jīng)元模型由WarrenMcCulloch和WalterPitts在1943年提出，是一種數(shù)學(xué)模型，用于模仿生物神經(jīng)元的基本功能。它通過(guò)輸入信號(hào)、權(quán)重和激活函數(shù)對(duì)輸入信息進(jìn)行處理，并產(chǎn)生二進(jìn)制輸出（興奮或抑制）。這是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的早期基礎(chǔ)模型。單層感知機(jī)單層感知機(jī)是一種最簡(jiǎn)單的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，由FrankRosenblatt在20世紀(jì)60年代提出。它由輸入層和輸出層組成，利用權(quán)重和偏置對(duì)輸入進(jìn)行加權(quán)求和，并通過(guò)激活函數(shù)生成輸出。單層感知機(jī)能夠通過(guò)有監(jiān)督學(xué)習(xí)調(diào)整參數(shù)，解決線性可分問(wèn)題（如與、或邏輯）。然而，由于缺乏隱藏層，它無(wú)法處理復(fù)雜的非線性問(wèn)題（如異或邏輯），這限制了其應(yīng)用范圍。多層感知機(jī)多層感知機(jī)（MultilayerPerceptron，MLP）是一種包含輸入層、一個(gè)或多個(gè)隱藏層和輸出層的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)隱藏層的引入，MLP能夠解決單層感知機(jī)無(wú)法處理的非線性問(wèn)題。每一層的神經(jīng)元通過(guò)權(quán)重、偏置和激活函數(shù)進(jìn)