神经学习(算法)

article/2025/10/6 6:13:04

神经元与激励函数

神经元

神经元是神经网络的基本组成,如果把它画出来,大概就长成下面这样:

图中神经元左边的x表示对神经元的多个输入,w表示每个输入对应的权重,神经元右边的箭头表示它仅有一个输出。

当然神经元也有很多种,下面介绍两种比较基础的。

神经元1:感知器
神经网络技术起源于上世纪五、六十年代,当时叫感知机(perceptron),其中的单个神经元我们可以叫作感知器。感知器的特点具有浓厚的时代气息:其输入输出都是二进制形式的(据说由于计算技术的落后,当时感知器传输函数是用线拉动变阻器改变电阻的方法机械实现的)。

神经元2:Sigmoid神经元
先来认识一个函数:Sigmoid函数,这个单词在某些工具上直译是“乙状结肠”、也还真有某些资料把Sigmoid神经元叫作乙状结肠神经元的。

激励函数
神经元的输入和输出之间具有函数关系,这个函数就称为激励函数。所以上面提到的Sigmoid函数就是激励函数的一种,感知器的那个函数也可以称为阈值(或阶跃)激励函数。

激励函数也叫点火规则,这使它与人脑的工作联系起来。当一个神经元的输入足够大时,就会点火,也就是从它的轴突(输出连接)发送电信号。同样,在人工神经网络中,只要输入超过一定标准时才会产生输出,这就是点火规则的思想。

神经网络的结构
神经网络简单地说就是将多个神经元连接起来、组成一个网络。 本文介绍的是最简单、历史悠久的一种:“多层感知机”(但我们讲的这个它里面的神经元并不是感知器、而是Sigmoid神经元,名词混乱+1),或称之为“多层向前神经网络(Multilayer Feed-Forward Neural Network)”,它的特点是有多层(废话),且神经元之间是全连接的,即后一层的神经元会连接到前一层的每个神经元(这里定义下从输入层到输出层为从“后”向“前”)。

一个多层感知机的示意图如下,网络的最左边一层被称为输入层,其中的神经元被称为输入神经元。最右边及输出层包含输出神经元,在这个例子中,只有一个单一的输出神经元,但一般情况下输出层也会有多个神经元。中间层被称为隐含层,因为里面的神经元既不是输入也不是输出。


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