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DAY 11
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AI & Data

嘗試在AI世界闖蕩系列 第 11

Day 11 深度學習與主要的神經網路-1(ANN概念、架構)

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AI經歷將近60年發展,直到2012年深度學習展露頭角,在那之前準確率只能達到60%~70%左右,無法達到人類的心理閥值,隨著軟硬體等進步,準確率才大幅度提升,快速普遍商業化到各個領域中,成為21世紀最重要科技突破。

*心理閥值Threshold

類神經網路概念、架構

類神經網路Artificial Neural Network,簡稱ANN:一個模仿生物神經的系統,是一種讓電腦具備學習與推理判斷能力的演算法。

  • 模仿神經系統Biological Neural Network(BNN)。
    生物的神經系統:
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/20163102GsOFG8LtLv.jpg
    資料來源:https://medium.com/@ilijamihajlovic/introduction-to-artificial-intelligence-neural-networks-5c7244f60425
    (➊神經元Neuron:非常大量進行運算的單元。
    ➋樹突Dendrite(接收區):用來接收資料。
    ➌軸突Axon(傳導區):傳遞資料。
    ➍突觸Synapse(輸出區):將各個node進行連結。)

  • ANN主要模仿概念:神經元互相連結、多巴胺交換、閥值、訊息接收、神經脈衝、電阻可便可調整

  • 主要架構(與上方生物的神經系統四個架構依序代表):
    ➊節點Node:非常大量進行運算的單元。
    ➋輸入Input:接受外面的刺激。
    ➌權重Weight:電流強度需大過閥值才會將電位傳出,以啟動下一個神經元。
    ➍連結Connection:Node透過各種不同方式與其他節點連結,進而形成各種不同的神經網路(ex.CNN、RNN)。
    ➎隱藏層Hideen Layer:夾在輸入層與輸出層中,不與外部有直接接觸,主要功能是在對所接收的資料進行加工處理,抽取出更高層次與更具區別力的綜合指標(隱藏特徵Latent Feature)
    ➏輸出層Output Layer:ANN經過演算處理後,最後所做出的判斷(分類、預測、異常偵測)。
    類神經系統架構圖:
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/20163102KLzxIGJZJ5.png
    資料來源:https://www.tibco.com/zh-hant/reference-center/what-is-a-neural-network

  • ANN運算架構:
    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20230924/20163102pFSwaUpo9d.png
    資料來源:https://wiki.pathmind.com/neural-network

Net input function轉換函數:特徵值得加權整合,公式sum=(X1xW1)+(X2xW2)+b
Activation function啟動函數:激勵函數,輸入對映到輸出端,常用有
①Sigmoid Function:output數值介於(0,1)之間,一般用在兩分類的問題,可算出事件發生概率的高低。
②Softmax Function:output數值介於(0,1)之間,多分類的Q,適用於多分類的問題,主要用在輸出層,可用來計算出不同多項事件發生的概率。
③RELU Function:output數值介於(0,+inf)之間,只能用在隱藏層的轉換,是目前所有深度學習運用最多最普遍的啟動函數,優勢是比其他函數更簡單更快。
④Leaky RELU Function:(-inf,+inf)


參考來源:人工智慧:概念應用與管理 林東清


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