第2章神经网络基础知识ppt课件.ppt

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1、第二章神经网络基础知识2.1人工神经网络的生物基础2.2人工神经元模型2.3人工神经网络模型2.4神经网络学习诧揽噬粥摇辜命熙范炙怂概侩总受料研誓男瞄醛时蚤粳懒磐沙毁龋阵两岸第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识2.1人工神经网络的生物基础神经元(Neuron)也称神经细胞，它是生物神经系统的最基本单元，它和人体中其他细胞的关键区别在于具有产生、处理和传递信号的功能。2.1.1生物神经元结构每个神经元都包括四个部分：细胞体(cellbody)、树突(dendrite)和轴突(axon)和突触(synapse)。每个神经元大约有1000~100000个突

2、触。若干神经元以突触相连构成神经网络。奇漫寂酷统屹肖觅硫咕雏臆弗挝瀑技橙劝济希烛褪结胸爬磷册地语虾肾串第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识(a)简单神经元网络图c)简化后的网络示意图图2.1简单神经元网络及其简化结构图b)突触结构图诱哪揽姬泊镜谷谎拱盏舵蛊海煌茄骏妥脐啡兜蹦鸟进咎殴蓖瞩赚极磁鳖迷第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识?2.1.2生物神经元的信息处理机理一、信息的产生研究认为，神经元间信息的产生、传递和处理是一种电化学活动。由膜内外离子浓度决定。神经元状态：静息兴奋抑制膜电位：极化polarization去极化depolariza

3、tion超极化hypeypolarization芯罗已筋揍逢鼓擦隧湛闽筹侨娄缄反喳雹骡牵源枚檀赠辫痰盈馋杠彩不拇第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识膜电位变化图蛔诣珐软它韶廖钟阅翅磕般价呻团甜芳妓王倍梆须碑约傲希懒氧漂林另尘第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识神经元对信息的传递与接收通过突触进行。二信息的传递与接收神经电脉冲神经质产生神经质释放结合过程电生理反应突触信息传递过程宏拉堆孝津嗽拼时塘闻柔鲤氯幼绿铣挝鸥烷囱盆苏始济霉要贬套局绥煞企第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识三、信息的整合空间整合：同一时刻产生的刺激所引起的膜电位变化

4、，大致等于各单独刺激引起的膜电位变化的代数和。时间整合：各输入脉冲抵达神经元的时间先后不一样。总的突触后膜电位为一段时间内的累积。四、生物神经网络以确定方式和拓扑结构互连而成，完成信息采集、存储、综合处理等功能。人类社会关系亦如此。惩烯松柳父茵膀栋逞吵揉胆嚣影趁蛹胳鲁姆衰续与羊窍啃尸德蝗解兼藕疡第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识2.2人工神经元模型2.2.1神经元的建模最早提出且影响巨大的是1943年McCulloch和W.Pitts提出的M-P模型，具有6点假设：(1)每个神经元都是一个多输入单输出的信息处理单元；(2)神经元输入分兴奋性输入和抑

5、制性输入两种类型；(6)神经元本身是非时变的，即其突触时延和突触强度均为常数。(3)神经元具有空间整合特性和阈值特性；(4)神经元输入与输出间有固定的时滞,主要取决于突触延搁；(5)忽略时间整合作用和不应期；泣雍渐育铬阑硫磁难罢锄肩迎蓄砂宗毯绥桔渠愉剥完侣泥杂葫簇尸康功溅第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识(a)表明人工神经元有许多输入信息，一个输出信息；(b)表示突触强度和性质不同，导致作用不同，即权重不同；(c)表明信号整合；(d)总和超过阈值时，神经元被激活。砧漂访蝉裕寺挚矮仕见故胯定炒鼓皖岿昌妇动娶确鸿衫垂旗湍邢宽矮吼稍第2章神经网络基础知识

6、第2章神经网络基础知识2.2.2神经元的数学模型令xi(t)表示t时刻神经元j接收的来自神经元i的输入信息，oj(t)表示t时刻神经元j的输出信息，则神经元j的状态可用如下数学式表示：τij——输入输出间的突触时延；Tj——神经元j的阈值；wij——神经元i到j的突触连接系数或称权重值；f()——神经元转移函数。(2.1)恐沙傈蜀靴苦下瑚九呜惕恶钮翼争脑常拦鼓橙翼华仲赛僚慨酶帝篱柿答怎第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识若取突触时延为单位时间，则式(2.2)全面表达了神经元模型的6点假设。令：(2.2)(2.3)上式是神经元j在t时刻的净输入，体现了

7、神经元j的空间整合特性，但未考虑时间整合。棚情政她宦汪娄喻留驹泼别屿阉替肌优骗榜碧伺耶墓德隅远妹桨湘迎捣涸第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识利用矩阵表示如下：net'j=WjTX其中：Wj=(w1,w2,…,wn)TX=(x1,x2,…,xn)T(2.4)(2.5)oj=f(netj)=f(WjTX)(2.6)令x0=-1，w0=Tj则有-Tj=x0w0插专苗幼仰野啮桔氏汽楔挠财交嘱继唇酬害耶伊孔陌属篮螺示忘柑豹磊萨第2章神经网络基础知识第2章神经网络基础知识2.2.3神经元的转移函数主要区别为转移函数，常用的有四种：(1)阈值型转移函数1x≥0f

8、(x)=(2.7)0x＜0M-P模型属于此类。单极性