看懂自适应模糊神经网络(ANFIS)并附ANFIS代码
1、ANFIS的独特性在于它的前向参数(输入特征的模糊化参数)和后向参数(线性方程的系数)需要优化求解,这通常通过粒子群算法、遗传算法等手段来完成。值得注意的是,ANFIS结构限制了它只能处理单变量输出,而且隶属度函数的选择和数量需要人工设定,有一定的主观性。
2、ANFIS(Adaptive-Network-Based Fuzzy Inference System)算法在上世纪90年代提出,结合了模糊推理与控制技术。该算法主要特点在于自适应网络结构,能够从输入输出样本数据中自动抽取规则,构成自适应神经模糊控制器。ANFIS由五个功能模块组成,利用神经网络的学习机制实现模糊化、模糊推理和反模糊化过程。
3、现举例说明,如何使用anfis自适应神经网络来预测。
【笔记】认知科学(18)多层神经网络
在多层神经网络中,信息的传递是前馈的,即激活在网络中向前传播。给定层中的单元之间没有激活扩散,也不会从一层向后扩散到上一层。一个单元的激活程度是来自上一个层的单元为其提供的激活乘以权重的总和。反向传播算法 由于神经网络在做任务时会有误差,为了修正这些误差并改进神经网络,需要使用反向传播算法。
神经网络的发展与神经科学、数理科学、认知科学、计算机科学、人工智能、信息科学、控制论、机器人学、微电子学、心理学、光计算、分子生物学等有关,是一门新兴的边缘交叉学科。神经网络的基础在于神经元。神经元是以生物神经系统的神经细胞为基础的生物模型。
认知神经科学致力于揭示大脑如何通过多层次的结构和功能实现各种认知活动。这一领域结合了心理学、神经科学、计算机科学等多个学科,旨在深入理解大脑在不同层次上的运作机制,从分子到细胞,再到脑组织区和整个大脑。
认知神经科学是一门专注于揭示认知过程背后大脑机制的学科。以下是关于认知神经科学的详细解释:研究内容:它深入探索人类大脑如何利用从分子和细胞水平到不同脑区乃至整个大脑器官的各种组成部分,来执行多种心理活动。
未来展望 揭示心智奥秘:认知科学将继续深入探索人类心智的奥秘。 人工神经网络系统:可能制造出具有人类大脑功能的人工神经网络系统,深刻改变人类生活。 科学发展的产物:作为科学发展的产物,认知科学研究个体差异性和身心相关问题,具有鲜明的“涉身性”特征。
认知科学的研究范围广泛,从基础的认知过程,如记忆和注意力,到更复杂的现象,如语言理解和创造性思维。它通过实验、观察和理论分析,揭示了人类认知的奥秘。例如,认知科学家通过实验发现,人类的记忆并非像磁带一样线性记录信息,而是通过一系列复杂的神经网络进行处理和存储。
卷积神经网络(CNN)反向传播算法详细解析
卷积神经网络(CNN)是一种深度学习模型,主要用于图像识别和处理任务。CNN的核心在于其独特的结构,包括卷积层、池化层和全连接层。本文将详细介绍CNN的反向传播算法,旨在提供清晰易懂的解释。CNN基本结构 CNN由卷积层、池化层和全连接层组成。
卷积层反向传播的核心计算基于二维卷积。我们以二维卷积为例,分析原图中某个位置的delta误差,以及它在前向传播中影响到的卷积结果的哪些结点。通过数学公式推导,我们得到卷积神经网络中delta误差的反向传播公式。推导过程需要回顾delta误差的定义,以及使用链式法则进行推导。
CNN的反向传播算法包括全连接层、卷积层和池化层的反向传播。这些算法是支撑各大CNN模型的基础构件。工程实践中的挑战:CNN的训练成本较高,需要通过增加过滤器深度来抽取更丰富的高层图像特征。输入数据包含多通道,数据量倍增,内存开销制约minibatch的容量上限。
在反向传播过程中,通过计算残差误差来调整模型参数,实现梯度下降优化。具体而言,我们先对输出层进行误差反向传播,然后计算隐藏层的偏导数,最终更新卷积核和偏置的参数。在 CNN 的推导过程中,涉及的矩阵运算、偏导数计算等数学概念至关重要。
参数学习方法:CNN通过反向传播算法和梯度下降等优化方法,不断调整网络参数,以最小化损失函数,从而提高模型的准确性和泛化能力。层次结构及其功能:数据输入层:对原始数据进行预处理,如归一化和去均值,以适应神经网络的处理需求。卷积层:通过局部感知和参数共享的方式,提取输入数据中的局部特征。
AIPC增量环节:神经网络处理单元NPU产业解析
1、NPU,即神经网络处理单元,是一种模拟人脑神经元结构的处理器,专门设计用于加速神经网络计算。其工作原理是在电路层模拟人类神经元和突触,通过模拟神经元之间的连接和信号传递过程,实现对数据的快速处理和分析。与CPU和GPU相比,NPU利用其专门设计的硬件结构来执行神经网络算法,具有更高的处理效率和更低的能耗。
2、随着AIPC元年的到来,NPU(神经网络处理器)在硬件军备大赛中崭露头角,开启了端侧AI的热潮。以高通X Elite 为首的新品将NPU纳入硬件,标志着40Tops的Int 8性能基准线的Copilot+的诞生。为了流畅稳定地支持各类应用,后续新品NPU性能需不断升级。
3、AIPC时代的NPU的意义:开启端侧AI热潮:随着AIPC时代的到来,NPU的加入标志着端侧AI计算能力的显著提升,使得在本地设备上就能高效运行复杂的AI应用。算力效率优势:相较于CPU和GPU,NPU在算力效率上具有显著优势,特别适用于处理神经网络相关的计算任务。
4、概念:AIPC指的是人工智能个人计算器,它是一种结合了人工智能和传统个人计算机的产物。普通PC则是指一般意义上的个人计算机,是计算机的一种,主要作用是帮助人们进行数据运算、数据管理、网络通讯、多媒体展示等。
卷积神经网络参数解析
1、池化层:池化层用于降低数据的维度和计算量,同时保留重要的特征信息。最常见的池化操作是最大池化(Max Pooling),它取局部区域(例如2x2矩阵)中的最大值作为代表。这可以减少参数数量,防止过拟合。全连接层:在通过多个卷积层和池化层后,图像的特征被提取出来,形成一个高维特征向量。
2、综上所述,卷积神经网络通过卷积层、激活函数、池化层和全连接层等组件的有机结合,实现了对图像数据的自动特征提取和分类。卷积层作为其核心组成部分,通过卷积运算提取输入图像中的局部特征,为后续的图像分析和处理提供了有力的支持。
3、输入层: 作用:储存原始图像数据。例如,一个28x28像素的黑白图像,或RGB彩色图像。 特点:每个神经元对应图像的一部分区域,称为感受野。 卷积层: 作用:通过共享权重的滤波器来提取图像特征。 过程:每个滤波器在图像上滑动,计算滤波器与图像局部区域的点积,生成一个feature map。
4、卷积层负责提取图像中的局部特征;池化层用来大幅降低参数量级(降维);全连接层类似传统神经网络的部分,用来输出想要的结果。 下面的原理解释为了通俗易懂,忽略了很多技术细节,如果大家对详细的原理感兴趣,可以看这个视频《 卷积神经网络基础 》。
基于深度学习和物理信息神经网络的微分方程解
基于深度学习和物理信息神经网络的微分方程解是一个将深度神经网络应用于解决偏微分方程(PDE)等经典应用数学问题的研究领域。核心特点:深度神经网络的应用:该领域利用深度神经网络的万能函数逼近特性和强大的表现力,将深度学习作为科学计算的一种新范式。
基于深度学习和物理信息神经网络(PINNs)求解微分方程是近年来科学计算领域的新路径,有诸多方法和工具:原理与优势PINNs将微分方程的物理约束嵌入神经网络损失函数,实现对解的全局逼近,无需显式网格划分。核心是最小化包含微分方程残差、初始条件和边界条件的损失函数。
基于神经网络的偏微分方程求解方法有多种,以下是26种主流方法的概览,分为数据驱动、物理约束、物理驱动等方向:数据驱动方法 PDENet 0:利用数值符号混合深度网络学习PDE,具有高灵活性和表达能力。3DPDENet:解决三维非稳态PDE问题,通过三维卷积核近似微分算子。
Burgers equation:通过PINNs方法,求解二维空间下的 Burgers equation,展示了解的精确性和准确性。 2维泊松方程:借助PINNs,有效求解二维泊松方程,验证了该方法在复杂偏微分方程求解上的潜力。 常微分方程与偏微分方程组求解:引入GPU加速技术,提高了解算效率,并成功解决高维偏微分方程组问题。
深度 least-squares 方法:基于无监督学习的数值方法解决椭圆PDEs,无需模拟数据。基于物理约束的流体流动近似建模:无需模拟数据,采用物理约束的深度学习方法进行流体流动的近似建模。
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本文概览:看懂自适应模糊神经网络(ANFIS)并附ANFIS代码 1、ANFIS的独特性在于它的前向参数(输入特征的模糊化参数)和后向参数(线性方程的系数)需要优化求解,这通常通过粒子群...
文章不错《神经网络解析(神经网络解析方法)》内容很有帮助