神经元模型(学习笔记:神经元模型(1))

神经元模型

上期内容:Device视图下能看到什么
“神经网络是由具有适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络,它的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作出的交互反应”这是T.Kohonen 1988年在Neural Networks创刊号上给“神经网络”的定义。这里的“简单单元”就是“神经元”。我们先看看神经元的数学模型,如下图所示。该模型是1943年美国心理学家McCulloch和数学家Pitts提出的MP神经元模型。可以看到一个神经元模型由输入信号、权值、偏置、加法器和激活函数共同构成,而且每个神经元都是一个多输入单输出的信息处理单元。这里注意wkj下标的含义:k表示第k个神经元;j表示第j个输入。因此,wkj就表示第k个神经元的第j个输入对应的权值。

从数学角度而言,图中涉及到如下数学表达式,前两个表达式为线性运算。wkj的大小表明了输入xj对输出的贡献程度;bk的作用则是调整激活函数的输入。一个神经网络的训练算法就是调整权值到最佳,以使得整个网络的预测效果最好,也就是提高网络的泛化能力。
从矩阵的角度而言,输入和权值均可用行或列向量的形式表示,进而,上述第一个表达式就可以直接用矩阵运算表示,如下图所示。
从Python角度而言,Numpy package增强了Python对矩阵运算的支持。上述矩阵乘法可方便地调用Python中的np.dot完成,如下图所示。
观察np.array中的表示形式,不难看出,这是一个列表。因此,可以先定义一个列表,再通过np.asarray将其转换为矩阵,如下图所示。

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