人工神经网络建模课件

第十一章人工神经网络建模(ArtificialNeuronNets)引例·1981年生物学家格若根(W.grogan)和维什(W.Wirth)发现了两类蚊子(或飞蠓midges).他们测量了这两类蚊子每个个体的翼长和触角长,数据如下:翼长触角长类别翼长触角长类别1.6414Apf1.821.38Af1961.18Apf1901.38Af1.861.20Apf1.70140Af1.721.24Af182148A01.26Apf1.54Af2.001.28Apfi2.081.56Af1.961.30Apf1.741.36Af人工神经网络建模第十一章人工神经网络建模(ArtificialNeuronNets)引例·1981年生物学家格若根(W.grogan)和维什(W.Wirth)发现了两类蚊子(或飞蠓midges).他们测量了这两类蚊子每个个体的翼长和触角长,数据如下:翼长触角长类别翼长触角长类别1.6414Apf1.821.38Af1961.18Apf1901.38Af1.861.20Apf1.70140Af1.721.24Af182148A01.26Apf1.54Af2.001.28Apfi2.081.56Af1.961.30Apf1.741.36Af问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长分别为(1.24,1.80);(1.28,1.84);(1.40,2.04).问它们应分别属于哪一个种类?解法一:把翼长作纵坐标,触角长作横坐标;那么每个蚊子的翼长和触角决定了坐标平面的一个点.其中6个蚊子属于APf类;用黑点“”表示;9个蚊子属Af类;用小圆圈“。”表示得到的结果见图12.1■■■■■0eapf1.81.7■■■■■■11213141.51.6图1飞蠓的触角长和翼长第十一章人工神经网络建模人工神经网络建模第十一章人工神经网络1问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长分别为(1.24,1.80);(1.28,1.84);(1.40,2.04).问它们应分别属于哪一个种类?解法一:把翼长作纵坐标,触角长作横坐标;那么每个蚊子的翼长和触角决定了坐标平面的一个点.其中6个蚊子属于APf类;用黑点“”表示;9个蚊子属Af类;用小圆圈“。”表示得到的结果见图1问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长22.1■■■■■0eapf1.81.7■■■■■■11213141.51.6图1飞蠓的触角长和翼长2.13·思路:作一直线将两类飞蠓分开·例如;取A=(1.44,2.10)和B=(1.10,1.16),过AB两点作一条直线y=1.47x-0.017,其中X表示触角长;y表示翼长分类规则:设一个蚊子的数据为(x,y)如果y≥1.47X-0.017,则判断蚊子属Apf类如果y<147x-0.017;则判断蚊子属Af类·思路:作一直线将两类飞蠓分开4分类结果:(1.24,1.80),(1.28,1.84)属于Af类;(1.40,2.04)属于Apf类A(1.44,210)2.12.01.918.21.3141.51.6B(1.10,1.60)图2分类直线图分类结果:(1.24,1.80),(1.28,1.84)属5·缺陷:根据什么原则确定分类直线?·若取A=(146,2.10),B=(1.1,16)不变,则分类直线变为y=1.39x+0.071分类结果变为:(124,1.80),(1.40,2.04)属于Apf类;(1.28,1.84)属于Af类哪一分类直线才是正确的呢?因此如何来确定这个判别直线是一个值得研究的问题.一般地讲,应该充分利用已知的数据信息来确定判别直线·缺陷:根据什么原则确定分类直线?6再如,如下的情形已经不能用分类直线的办法:新思路:将问题看作一个系统,飞蠓的数据作为输入,飞蠓的类型作为输出,研究输入与输出的关系再如,如下的情形已经不能用分类直线的办法:7二、神经元与神经网络大脑可视作为1000多亿神经元组成的神经网络神经元的解剖图核树突轴突末梢图3神经元的解剖图二、神经元与神经网络8神经元的信息传递和处理是一种电化学活动.树突由于电化学作用接受外界的刺激;通过胞体内的活动体现为轴突电位,当轴突电位达到一定的值则形成神经脉冲或动作电位;再通过轴突末梢传递给其它的神经元.从控制论的观点来看;这一过程可以看作一个多输入单输出非线性系统的动态过程神经网络研究的两个方面从生理上、解剖学上进行研究从工程技术上、算法上进行研究神经元的信息传递和处理是一种电化学活9三、人工神经网络(ArtificialNeuronnet,简称ANN神经元的数学模型图4神经元的数学模型三、人工神经网络(ArtificialNeuronne10人工神经网络建模课件11人工神经网络建模课件12人工神经网络建模课件13人工神经网络建模课件14人工神经网络建模课件15人工神经网络建模课件16人工神经网络建模课件17人工神经网络建模课件18人工神经网络建模课件19人工神经网络建模课件20人工神经网络建模课件21人工神经网络建模课件22人工神经网络建模课件23人工神经网络建模课件24人工神经网络建模课件25人工神经网络建模课件26人工神经网络建模课件27人工神经网络建模课件28人工神经网络建模课件29人工神经网络建模课件30人工神经网络建模课件31人工神经网络建模课件32人工神经网络建模课件33人工神经网络建模课件34人工神经网络建模课件35人工神经网络建模课件36人工神经网络建模课件37人工神经网络建模课件38人工神经网络建模课件39人工神经网络建模课件40人工神经网络建模课件41人工神经网络建模课件42人工神经网络建模课件43人工神经网络建模课件44人工神经网络建模课件45人工神经网络建模课件46人工神经网络建模课件47人工神经网络建模课件48人工神经网络建模课件49第十一章人工神经网络建模(ArtificialNeuronNets)引例·1981年生物学家格若根(W.grogan)和维什(W.Wirth)发现了两类蚊子(或飞蠓midges).他们测量了这两类蚊子每个个体的翼长和触角长,数据如下:翼长触角长类别翼长触角长类别1.6414Apf1.821.38Af1961.18Apf1901.38Af1.861.20Apf1.70140Af1.721.24Af182148A01.26Apf1.54Af2.001.28Apfi2.081.56Af1.961.30Apf1.741.36Af人工神经网络建模第十一章人工神经网络建模(ArtificialNeuronNets)引例·1981年生物学家格若根(W.grogan)和维什(W.Wirth)发现了两类蚊子(或飞蠓midges).他们测量了这两类蚊子每个个体的翼长和触角长,数据如下:翼长触角长类别翼长触角长类别1.6414Apf1.821.38Af1961.18Apf1901.38Af1.861.20Apf1.70140Af1.721.24Af182148A01.26Apf1.54Af2.001.28Apfi2.081.56Af1.961.30Apf1.741.36Af问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长分别为(1.24,1.80);(1.28,1.84);(1.40,2.04).问它们应分别属于哪一个种类?解法一:把翼长作纵坐标,触角长作横坐标;那么每个蚊子的翼长和触角决定了坐标平面的一个点.其中6个蚊子属于APf类;用黑点“”表示;9个蚊子属Af类;用小圆圈“。”表示得到的结果见图12.1■■■■■0eapf1.81.7■■■■■■11213141.51.6图1飞蠓的触角长和翼长第十一章人工神经网络建模人工神经网络建模第十一章人工神经网络50问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长分别为(1.24,1.80);(1.28,1.84);(1.40,2.04).问它们应分别属于哪一个种类?解法一:把翼长作纵坐标,触角长作横坐标;那么每个蚊子的翼长和触角决定了坐标平面的一个点.其中6个蚊子属于APf类;用黑点“”表示;9个蚊子属Af类;用小圆圈“。”表示得到的结果见图1问:如果抓到三只新的蚊子,它们的触角长和翼长512.1■■■■■0eapf1.81.7■■■■■■11213141.51.6图1飞蠓的触角长和翼长2.152·思路:作一直线将两类飞蠓分开·例如;取A=(1.44,2.10)和B=(1.10,1.16),过AB两点作一条直线y=1.47x-0.017,其中X表示触角长;y表示翼长分类规则:设一个蚊子的数据为(x,y)如果y≥1.47X-0.017,则判断蚊子属Apf类如果y<147x-0.017;则判断蚊子属Af类·思路:作一直线将两类飞蠓分开53分类结果:(1.24,1.80),(1.28,1.84)属于Af类;(1.40,2.04)属于Apf类A(1.44,210)2.12.01.918.21.3141.51.6B(1.10,1.60)图2分类直线图分类结果:(1.24,1.80),(1.28,1.84)属54·缺陷:根据什么原则确定分类直线?·若取A=(146,2.10),B=(1.1,16)不变,则分类直线变为y=1.39x+0.071分类结果变为:(124,1.80),(1.40,2.04)属于Apf类;(1.28,1.84)属于Af类哪一分类直线才是正确的呢?因此如何来确定这个判别直线是一个值得研究的问题.一般地讲,应该充分利用已知的数据信息来确定判别直线·缺陷:根据什么原则确定分类直线?55再如,如下的情形已经不能用分类直线的办法:新思路:将问题看作一个系统,飞蠓的数据作为输入,飞蠓的类型作为输出,研究输入与输出的关系再如,如下的情形已经不能用分类直线的办法:56二、神经元与神经网络大脑可视作为1000多亿神经元组成的神经网络神经元的解剖图核树突轴突末梢图3神经元的解剖图二、神经元与神经网络57神经元的信息传递和处理是一种电化学活动.树突由于电化学作用接受外界的刺激;通过胞体内的活动体现为轴突电位,当轴突电位达到一定的值则形成神经脉冲或动作电位;再通过轴突末梢传递给其它的神经元.从控制论的观点来看;这一过程可以看作一个多输入单输出非线性系统的动态过程神经网络研究的两个方面从生理上、解剖学上进行研究从工程技术上、算法上进行研究神经元的信息传递和处理是一种电化学活58三、人工神经网络(ArtificialNeuronnet,简称ANN神经元的数学模型图4神经元的数学模型三、人工神经网络(ArtificialNeuronne59人工神经网络建模课件60人工神经网络建模课件61人工神经网络建模课件62人工神经网络建模课件63人工神经网络建模课件64人工神经网络建模课件65人工神经网络建模课件66人工神经网络建模课件67人工神经网络建模课件68人工神经网络建模课件69人工神经网络建模课件70人工神经网络建模课件71人工神经网络建模课件72人工神经网络建模课件73人工神经网络建模课件74人工神经网络建模课件75人工神经网络建模课件76人工神经网络建模课件77人工神经网络建模课件78人工神经网络建模课件79