神经网络
[美] 斯蒂芬 • 沃尔弗拉姆(Stephen Wolfram)
该思维导图由 AI 生成,仅供参考
用于图像识别等任务的典型模型到底是如何工作的呢?目前最受欢迎而且最成功的方法是使用神经网络。神经网络发明于 20 世纪 40 年代—它在当时的形式与今天非常接近—可以视作对大脑工作机制的简单理想化。
人类大脑有大约 1000 亿个神经元(神经细胞),每个神经元都能够产生电脉冲,最高可达每秒约 1000 次。这些神经元连接成复杂的网络,每个神经元都有树枝状的分支,从而能够向其他数千个神经元传递电信号。粗略地说,任意一个神经元在某个时刻是否产生电脉冲,取决于它从其他神经元接收到的电脉冲,而且神经元不同的连接方式会有不同的“权重”贡献。
当我们“看到一个图像”时,来自图像的光子落在我们眼睛后面的(光感受器)细胞上,它们会在神经细胞中产生电信号。这些神经细胞与其他神经细胞相连,信号最终会通过许多层神经元。在此过程中,我们“识别”出这个图像,最终“形成”我们“正在看数字 2”的“想法”(也许最终会做一些像大声说出“二”这样的事情)。
上一节中的“黑盒函数”就是这样一个神经网络的“数学化”版本。它恰好有 11 层(只有 4 个“核心层”)。
我们对这个神经网络并没有明确的“理论解释”,它只是在 1998 年作为一项工程被构建出来的,而且被发现可以奏效。(当然,这与把我们的大脑描述为通过生物进化过程产生并没有太大的区别。)
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神经网络是一种受到大脑工作机制启发的模型,用于图像识别等任务。大脑中的神经元通过电信号连接成复杂的网络,而神经网络则由理想化的神经元组成的连接集合。神经网络通过权重和激活函数计算输入的函数值,从而执行识别任务。在识别手写数字的问题上,神经网络能够逼近所求的函数,但在边界处可能会出现混乱。神经网络的权重通常是通过机器学习根据输出的示例来确定的。神经网络在识别任务中的应用,尤其是在图像识别领域,展现了其强大的计算能力和潜力。 神经网络的工作原理并不是可以从数学上完全解释的,但它通常与人类的思维方式相当吻合。通过训练,神经网络能够挑选出图像中的某些特征,并使用这些特征来确定图像的内容。然而,这些特征很难用语言描述出来,这使得神经网络的工作过程难以总结。尽管如此,神经网络在处理图像和语言方面的应用仍然具有巨大的潜力。 总之,神经网络作为一种受到大脑启发的模型,在图像识别等任务中展现出了强大的计算能力和潜力,尽管其工作原理难以用语言完全描述。这使得神经网络在图像和语言处理领域的应用仍然具有广阔的发展前景。
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