神经网络学习之----单层感知器

神经元:通常是由一个神经细胞都有树突、轴突、细胞核等等。树突可以接受其他神经元传来的信号,然后对这些信号进行一下处理传递给下一个神经元。

单层感知器:1958年,美国心理学家Frank Rosenblatt 提出一种具有单层计算单元的神经网络,成为Perceptron,即感知器。单层感知器即只有一层处理单元的感知器,如果包括输入层在内,应为两层。

其中x1、x2,x3属于输入层,w1,w2,w3分别数x的权值,b代表了偏置。当外部信号X通过神经传递到神经元经过神经元进行处理,就相当于x1*w1+x2*w2+x3*w3+b。当神经元处理过后对外部进行输入,在输出的过程中经过了一个激活函数f,单层感知器的激活函数就是sign(x),最后形成了输出y。其作用就是处理简单的函数,进行分类处理。

单层感知器举例:

把偏置当做特殊权值:添加x0为输入,w0作为x0的权值,结果就相当于把x1*w1+x2*w2+x3*w3+b改成了x0*w0+x1*w1+x2*w2+x3*w3

感知器学习规则:大1958年,美国学者Frank Rosenblatt首次定义了一个具有单层计算单元的神经网络结构,称为Perceptron(感知器)。感知器的学习规则规定,学习信号等于神经元期望输出(教师信号)与实际输出之差:

  

式中,dj为期望的输出,oj = f (WjT X)。感知器采用了符号函数作为转移函数,其表达为:

  

因此,权值调整公式应为:

  

式中,当实际输出与期望值相同时,权值不需要调整;在有误差存在的情况下,由于dj和sgn(WjT X)属于{-1,1},权值调整公式可简化为:

  

感知器学习规则只适用于二进制神经元,初始权值可取任意值。

感知器学习规则代表一种有导师学习,由于感知器理论是研究其他神经网络的基础,该规则对于神经网络的有导师学习具有极为重要的意义。

学习率(Learning rate):作为监督学习以及深度学习中重要的超参,其决定着目标函数能否收敛到局部最小值以及何时收敛到最小值。合适的学习率能够使目标函数在合适的时间内收敛到局部最小值。

  

收敛条件:

   误差小于某个预先设定的较小的值。

   两次迭代之间的权值变化已经很小。

  设定最大迭代次数,当迭代超过最大次数就停止。

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