人工神经网络模式识别
第六章神经网络模式识别
梯度下降(gradient decent)法
准则函数: 准则函数: sum squared error, SSE
1 J = sse = 2S
BP 算法
∑ (t
j
S
j
− aj)
2
权值修正: 权值修正: 梯度下降法
∂J ∂J ∂n j ∂ J ( k −1) ∆ w j = −η = −η = −η a ∂w j ∂n j ∂w j ∂n j
§6.6 神经网络模式识别概述
神经网络模式识别方法是近几年的模式识别领域的一个重 要研究方向。由于神经网络的高速并行处理、分布式存储 信息等特性符合人类视觉系统的基本工作原理，且神经网 络具有很强的自学习性、自组织性、容错性、高度非线性、 联想记忆功能和逻辑推理功能等，能够实现目前基于计算 理论层次上的模式识别理论所无法完成的模式信息处理工 作。可以说，神经网络模式识别突破了传统模式识别技术 的束缚，开辟了模式识别发展的新途径。同时，神经网络 模式识别也成为神经网络最成功和最有前途的应用领域之 一。 神经网络模式识别的过程主要有两步：
j j j j j
j j j ji i
i
ij
j
i
ij
ij
ij
4. 径向基函数网络
前馈 网络
径向基函数网络：只有一个隐层，隐层单元采用径 向基函数。隐层把原始的非线性可分的特征空间变 换到另一个空间（通常是高维空间），使之可以线 性可分。 输出为隐层的线性加权求和。采用基函数的加权和 来实现对函数的逼近。 径向基函数(radial basis function, RBF)：径向对称 的标量函数k(||x-xc||)，最常用的RBF是高斯核函数
前馈 网络
(单层 单层) 2. (单层)感知器
基于模式识别人工神经网络
基于模式识别人工神经网络模式识别是一种通过学习和识别规律、模式和特征，以从数据中推断出隐藏的信息的过程。
人工神经网络是受到人脑神经元网络启发的计算模型，可以模拟人脑的学习和记忆能力。
基于模式识别的人工神经网络结合了这两个概念，可以从输入的数据中自动学习并识别出模式和特征，并用于各种应用领域。
1.计算机视觉：基于模式识别的人工神经网络在图像识别和目标检测中起着关键作用。
通过对大量的图像数据进行训练，神经网络可以学习到不同物体的特征和模式，并在未知图像中进行准确的识别和分类。
2.语音识别：语音识别是将语音转化为文本或命令的过程。
基于模式识别的人工神经网络可以训练成一个可以理解语音信号的模型，通过学习不同语音信号的特征和模式，从而实现准确的语音识别。
3.自然语言处理：自然语言处理是通过计算机处理和理解自然语言的能力。
基于模式识别的人工神经网络可以通过学习大量的文本数据，自动理解文本中的含义、语法和语义，并进行情感分析、文本分类等任务。
除了以上的应用领域，基于模式识别的人工神经网络还可以用于金融预测、异常检测、医学诊断等各种领域。
然而，模式识别的人工神经网络也存在一些挑战和限制，如需要大量的训练数据、计算资源需求高等。
尽管如此，随着计算机技术和算法的不断进步，基于模式识别的人工神经网络仍然是一种非常有潜力的技术，将在未来继续发展和应用到更多的领域。
总结起来，基于模式识别的人工神经网络是一种强大的技术工具，可以从数据中自动学习和识别出模式和特征，应用于各种领域。
它可以应用于计算机视觉、语音识别、自然语言处理等领域，为人类提供更智能化的服务和解决方案。
尽管存在一些挑战和限制，但随着技术的不断发展，相信基于模式识别的人工神经网络将会有更广泛的应用前景。
模式识别第八章 人工神经网络
n ① 当 f 为阈值时，其输出为： y sgn wi x i A i 1
1 其中 sgn 为符号函数，若 f ( x ) sgn( x ) 1
y
( x 0) ( x 0)
则y －1， 1 ，y取1和－1两个值。
A (b) net
J ( n) 1 1 T 2 e ( n ) e (n)e(n) k 2 k 2
1 1 T 2 J E ek (n) E e (n)e(n) 2 2 k
18
误差纠正学习
梯度下降法： wk J
对于感知器和线性网络：
wkj ek p j
信息输入
信息输出
神经元： neuron
神经元经突触传递信号给 其他神经元（胞体或树突） 1011个神经元/人脑 104个连接/神经元
神经元基本工作机制：
状态：兴奋与抑制 互联，激励，处理， 阈值
信息加工
信息传递
9
8.2 人工神经元
MP模型 MP 模 型 属 于 一 种 阈 值 元 件 模 型 ， 是 由 美 国 McCulloch和Pitts提出的最早神经元模型之一。 MP模型是大多数神经网络模型的基础。
第八章 人工神经网络
1
主要内容
引言 人工神经元 前馈神经网络及其主要算法 竞争学习和侧抑制
2
8.1 引言
人工神经网络(artificial neural network, ANN)：由大量神经元经广泛互联 组成的非线性网络（功能模块，数学模型） 人工神经网络是模拟生物神经网络的工作 机理、模仿人脑某些学习功能的一种计算 结构。 自底向上的综合方法：基本单元→功能模块
基于人工神经网络的模式识别技术
基于人工神经网络的模式识别技术技术的发展让我们的生活变得更加舒适、便利，而人工智能已成为了当代科技中不可或缺的一部分。
在这个领域里，模式识别技术得到了广泛的应用，其中基于人工神经网络的模式识别技术更是引人注目，在各个领域都得到了广泛的应用。
一、人工神经网络的基本原理人工神经网络是一种源自自然界生物神经系统的计算模型，它有着类似于人类和动物神经系统的结构和功能。
在它的功能实现过程中，利用大量的处理单元（神经元）和它们之间的连接模式，实现了大量的数据处理和分析。
每一个神经元相当于文脉单元，在进行信息传递时，神经元在其周边的神经元可以通过一些特定的权重值同步调整神经元之间的联系，实现了数据处理和计算。
二、人工神经网络的应用随着科技的发展，基于人工神经网络的模式识别技术在各个领域被广泛应用。
以下列举几个典型案例：1. 医学人工神经网络在医学领域的应用非常广泛，它可以通过对大量的数据进行处理和分析，实现疾病的诊断与治疗。
例如，人工神经网络可以用于癌症的筛查和鉴别诊断。
在人员健康管理领域，结合人工神经网络技术，可以便捷地判断患者的健康状况，并作出相应的医疗决策。
2. 金融基于人工神经网络的模式识别技术在金融领域的应用也非常广泛，例如在股票交易领域，可以通过人工神经网络技术对市场趋势进行分析，并做出投资决策。
在金融风险管理领域，可以结合人工神经网络的技术，更好地进行风险预警和风险控制。
3. 汽车在汽车行业中，人工神经网络的应用主要是在智能驾驶方面。
通过与传感器、GPS和电子地图等技术结合，人工神经网络可以实现车辆位置、路况、甚至是驾驶员行为的自主识别、判断，从而实现自动驾驶。
三、人工神经网络的优势1. 可以处理大量数据人工神经网络具有处理大量数据的优势，通过对海量数据的分析和处理，可以更好地从数据中提取特征，实现数据的学习和分类。
2. 适用于复杂问题人工神经网络技术适用于复杂的问题，例如语音识别、人脸识别、文字识别等问题。
模式识别人工神经网络以及在模式识别中的应用最全PPT资料
第三步,输入X3
WT(2)X3= [0.7 0.8 -0.6 0] [-1 -1 1 0.5]T =-2.1 Y3(2)=sgn(-2.1)=-1
W(3)=W(2)+ η[d3-y3(2)]X3
=[0.5 0.6 -0.4 0.1]T
第四步,返回到第一步,继续训练,直到dp-yp=0
p=1,2,3
11.5 前馈神经网络的反向传播算1982
1982
1987
1984
学习方式
有监督
有监督
有监督
无监督
无监督
无监督
有监督
拓扑结构
前向
前向
前向
前向
反馈
反馈
反馈
活动方式 确定型 确定型 确定型 确定型 确定型 确定型 随机型
11.2 生物神经元的机理
生物神经元的构成
枝蔓（Dendrite）
胞体(Soma)
轴突（Axon） 胞体(Soma)
枝 蔓 （ Dendrite ）
胞体(Soma)
轴突（Axon 胞体(So）ma)
突触（Synapse）
生物神经元
枝蔓
x1
w1
轴突
x2
w2
wn 胞体 y
xd
人工神经元
人工神经元:
是构成人工神经网络的最基本单元,是对生物神经元 的模拟，它具备生物神经元的部分特征。
人工神经元的基本概念（续）
输入： x x(1) , , xi, xd T
能够将样本正确分类的权向量并不唯一,一般初始权向量不同, 训练过程和所得到的结果也不同,但都可满足误差为零的要求.
例. 单计算节点感知器有3个 输入,现给定3对训练样本: X1=[-1 1 -2 0]T d1=-1; X2=[-1 0 1.5 -0.5]T d2=-1; X3=[-1 -1 1 0.5]T d3=1.
基于人工神经网络的模式识别研究
基于人工神经网络的模式识别研究随着人工智能技术的不断发展，人工神经网络的应用越来越广泛，其中最重要的之一就是模式识别。
人工神经网络是一种模仿人脑神经网络结构和功能的计算模型。
它可以处理大量的信息，从中发现模式和规律，从而实现自主学习和智能推理。
基于人工神经网络的模式识别研究，已经成为计算机科学、人工智能、智能制造和生物医学等领域的热门研究方向。
人工神经网络中最常见的一种网络结构是前馈神经网络。
前馈神经网络是一种由简单的神经元单元组成的多层网络结构。
它的输入层接受输入信号，中间层使用非线性的函数将信号处理后传递到输出层，输出结果是网络对于输入值的预测或分类结果。
前馈神经网络的目的是学习输入输出之间的关系，并且对新的输入进行预测或分类。
其核心思想是通过反向传播算法不断调整网络连接权值，使得网络输出结果与真实结果的误差最小。
这种算法利用梯度下降和反向传播技术寻找最优权重和偏置值。
由于前馈神经网络的学习算法是无监督的，它可以从大规模的数据中自主学习输入和输出的关系。
人工神经网络的模式识别应用非常广泛。
其中，最为典型的应用是图像处理和识别。
神经网络可以通过提取输入数据的特征并独立根据这些特征进行分类。
例如，在医学领域中，神经网络可以通过识别医学影像中的肿瘤和疾病，从而进行更加精准的诊断和治疗。
此外，神经网络可以在人脸识别和指纹识别等领域中使用，使识别效率大大提高。
在语音识别方面，神经网络也有着广泛的应用。
神经网络可以通过分析输入信号的谐波和波形等特征，从而准确地识别语音信号，并实现语音转文字和语音唤醒等功能。
除了图像处理和语音识别等领域外，神经网络还被广泛应用于工业领域。
例如，在无人机导航控制系统中，神经网络可以根据传感器的信息和飞行状态，对飞行路径和姿态进行智能控制。
在机器人控制和智能制造领域中，神经网络可以帮助机器人自主完成复杂的任务，实现智能化的制造流程。
总之，人工神经网络是一种基于模拟人脑神经网络的硬件或软件工具，它能够处理复杂的信息，对输入输出间的关系进行学习，实现自主学习和智能推理的目的。
模式识别的主要方法
模式识别是人工智能的一个重要应用领域，其方法主要包括以下几种：
统计模式识别：基于统计原理，利用计算机对样本进行分类。
主要方法有基于概率密度函数的方法和基于距离度量的方法。
结构模式识别：通过对基本单元（如字母、汉字笔画等）进行判断，是否符合某种规则来进行分类。
这种方法通常用于识别具有明显结构特征的文字、图像等。
模糊模式识别：利用模糊集合理论对图像进行分类。
这种方法能够处理图像中的模糊性和不确定性，提高分类的准确性。
人工神经网络：模拟人脑神经元的工作原理，通过训练和学习进行模式识别。
常见的神经网络模型有卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等。
支持向量机（SVM）：通过找到能够将不同分类的样本点最大化分隔的决策边界来进行分类。
SVM在处理高维数据和解决非线性问题时具有较好的性能。
决策树：通过树形结构对特征进行选择和分类。
决策树可以直观地表示分类的决策过程，但易出现过拟合问题。
集成学习：通过构建多个弱分类器，并将其组合以获得更强的分类性能。
常见的集成学习方法有bagging、boosting等。
在实际应用中，根据具体任务的需求和数据特点，可以选择适合的模式识别方法。
同时，也可以结合多种方法进行综合分类，以提高分类的准确性和稳定性。
模式识别第3章人工神经网络及模式识别方案
6
选取不同的输出函数f，y的取值范围也不同 若 或：若 则
y 1,1
则
y 0,1
某些算法要求f可微，此时通常选用Sigmoid函数： 则 或： 则
y 1,1
y 0,1
Sigmoid函数的特性：1）非线性，单调性。2）无限次可微。3）
当权值很大时可近似阈值函数。当权值很小时可近似线性函数。
2019/2/16
12
感知器的学习规则
• 可以用已知类别的模式向量或特征向量作为训练集 若X ∈ ωj，应使对应于该类的输出节点的输出Oj=1， 而其他节点的输出则为Oi=0 （或-1） 设理想的输出为： Y=[y1,y2,y3,….,ym]T 某次迭代(k)上的实际输出为： Y’=[y’1,y’2,y’3,….,y’m]T • 对权值ω利用Hebb规则作如下的修改: wij(k+1)= wij(k)+ Δwij(k) 其中： Δwij(k)=η(yj-y’j)xj, i=1,2,…,n; j=1,…,m η为学习率，用于控制调整速度，太大会影响训练的 稳定性，太小则使训练的收敛速度变慢，一般0＜ η ≤1；
oj
-T
x1 * * O O x2 O O
则输出为：
1 o j 1
w w T 0 1 jx 1 2 jx 2 j w w T 0 1 jx 1 2 jx 2 j
则由方程 w1j x1+w2j x2- Tj=0 确定了二维平面上的一条分界线。 (2) 输入n维向量，X=(x1，x2,…，xn)T wijx1+w2jx2+…+wnj –Tj=0 确定了n维空间上的一个分界平面 可见：一个最简单的单计算节点感知 器具有分类功能。可实现线性分类器
基于人工神经网络的模式识别技术研究及应用
基于人工神经网络的模式识别技术研究及应用人工神经网络模式识别技术是一种利用仿生学、神经生物学和信息学等知识，通过对多种信息的学习和训练，以建立人工神经元之间相互连接的方式，实现对各种信息的处理和分析的技术。
它是近年来发展最快速和应用最广泛的人工智能技术之一。
本文将就该技术的研究、发展和应用进行分析和探讨。
一、人工神经网络人工神经网络就是使用神经网络软件模拟大脑神经细胞之间的相互连接和信息传递的人造系统。
人工神经网络是一种通过自适应和自组织的方式，实现信息的处理和分析功能的技术，它可以应用于模式识别、预测、优化、控制等方面。
人工神经网络的主要构成部分包括输入层、隐藏层和输出层。
输入层负责接受外部输入的信号，隐藏层是网络中的中间环节。
隐藏层中的神经元可以对输入数据进行处理，提取数据中的重要特征，并将处理后的数据传递给输出层。
输出层的神经元接受来自隐藏层的信息，并做出相应的结果作出响应。
二、模式识别技术模式识别技术是利用各种算法和技术，在给定的数据集中找到相似性和规律性的一种技术。
模式识别被广泛运用于语音识别、图像识别、生物医学检测、工业自动化等众多领域。
在人工智能技术中，模式识别是一个重要的分支之一。
模式识别技术的主要途径就是通过各种特定的算法，对数据集进行分类和识别。
人工神经网络模式识别技术就是其中的一种方法。
它的主要特点在于可以自动进行学习和记忆，而且能够区分不同的数据类别，并做出相应的响应。
三、基于人工神经网络的模式识别技术研究随着计算机技术的发展和普及，人工神经网络成为了模式识别技术中的热门研究领域之一。
基于人工神经网络的模式识别技术的研究可以追溯到上世纪50年代，经过几十年的研究和发展，人工神经网络逐渐成为了一种成熟的模式识别技术。
在人工神经网络模式识别技术的研究方面，大量的工作都是通过改进网络结构、优化算法和进行实际应用等方面来改善其性能。
其中最主要的方法包括反向传播算法、K-means聚类算法、自组织特征映射网络、径向基函数网络、支持向量机等等。
基于人工神经网络的模式识别技术研究
基于人工神经网络的模式识别技术研究在当今科技飞速发展的时代，模式识别技术已经成为了众多领域中不可或缺的一部分。
从图像识别到语音识别，从医疗诊断到金融预测，模式识别技术的应用无处不在。
而在众多模式识别技术中，基于人工神经网络的方法因其出色的性能和强大的适应性，受到了广泛的关注和研究。
人工神经网络，顾名思义，是模仿人类大脑神经元之间的连接和信息传递方式而构建的一种计算模型。
它由大量简单的处理单元（称为神经元）相互连接而成，通过对大量数据的学习和训练，能够自动提取数据中的特征和模式，从而实现对未知数据的准确识别和预测。
那么，人工神经网络是如何实现模式识别的呢？首先，我们需要为神经网络提供大量的训练数据。
这些数据通常包含了各种不同的模式和特征。
例如，在图像识别中，训练数据可能是大量的不同图像，每个图像都被标记为属于某个特定的类别，如猫、狗、汽车等。
神经网络会对这些数据进行分析和处理，尝试找出数据中的规律和模式。
在处理数据的过程中，神经网络中的每个神经元都会接收来自其他神经元的输入信号，并根据一定的数学公式计算出自己的输出信号。
这些信号在网络中不断传递和调整，直到整个网络达到一种稳定的状态，即能够对输入的数据给出准确的输出。
这个过程被称为训练。
训练完成后，神经网络就可以用于对新的未知数据进行模式识别。
当输入一个新的数据时，神经网络会根据之前学习到的模式和特征，计算出最可能的结果。
例如，在图像识别中，神经网络可以判断输入的图像是猫还是狗。
与传统的模式识别方法相比，基于人工神经网络的模式识别技术具有许多显著的优势。
首先，它具有很强的自适应性。
神经网络可以自动从数据中学习到特征和模式，而不需要人工事先定义和提取。
这使得它能够处理非常复杂和多样化的数据。
其次，神经网络具有良好的容错性。
即使输入的数据存在一定的噪声或缺失，它仍然能够给出相对准确的结果。
此外，神经网络还具有并行处理能力，可以同时处理大量的数据，提高了计算效率。
人工神经网络及其在模式识别中的应用
人工神经网络及其在模式识别中的应用人工神经网络是一种基于生物神经网络结构构建的人工智能模型。
它模拟了人脑神经元之间的连接方式和信号传递机制，通过学习和优化，能够对复杂的非线性问题进行建模和解决。
在现代模式识别领域，人工神经网络被广泛应用于图像识别、语音识别、人脸识别等方面，取得了很多重要的成果。
人工神经网络的基本结构由神经元、连接权值和激活函数组成。
每个神经元接收来自其它神经元的输入，并根据输入和对应的权值进行加权求和，然后通过激活函数进行非线性转换，最终输出到下一层的神经元。
通过多个神经元之间的连接，形成了一个复杂的网络结构，能够实现复杂的模式识别和学习任务。
在模式识别中，人工神经网络的应用非常广泛。
例如，图像识别是人工神经网络在计算机视觉领域的重要应用之一。
通过训练神经网络，使其学会从图像中提取特征，并根据这些特征对图像进行分类和识别。
在图像识别领域，人工神经网络已经取得了许多令人瞩目的成果，如人脸识别、目标检测等。
另一个重要的应用是语音识别。
人工神经网络可以学习到语音信号的特征，并根据这些特征将语音信号转化为文本或命令。
这在智能助理、语音控制等领域具有广泛的应用前景。
人工神经网络在语音识别方面的能力不断提升，已经可以实现高准确率的语音识别，并有望在未来进一步改善。
此外，人工神经网络还可以应用于人脸识别。
人脸识别是一种通过计算机系统对人脸图像进行识别和比对的技术。
人工神经网络通过学习人脸图像的特征，能够进行人脸识别并对不同的人脸进行分类。
在安全领域和社交媒体等方面，人脸识别技术已经得到了广泛应用。
除此以外，人工神经网络还可以应用于模式匹配、预测分析等领域。
通过构建合适的神经网络模型，可以对复杂的数据模式进行匹配和预测，有助于解决实际问题。
例如，在金融领域，人工神经网络可以通过对历史数据的学习，预测股票价格的走势或者判断市场趋势，有较高的准确率和应用价值。
尽管人工神经网络在模式识别中的应用取得了很多成果，但仍然存在一些挑战和问题。
基于人工神经网络的模式识别技术研究
基于人工神经网络的模式识别技术研究近年来，随着人工智能技术的飞速发展，基于人工神经网络的模式识别技术也越来越受到研究者们的重视。
模式识别技术是一种将输入的数据转换为有意义的输出信息的方法，其中最为关键的环节是分类器的设计和优化。
而人工神经网络则是一种模拟人类神经系统的计算模型，可以用于模式识别的各种应用场景中。
一、人工神经网络模型在人工神经网络中，每个神经元接收若干个输入，然后进行加权处理并通过一个非线性函数激活输出。
它们的连接具有可塑性，可以进行强化、削弱和建立新连接等操作以适应外部环境和任务需求。
与传统的统计学方法相比，人工神经网络可以自适应地训练出更为合适的分类器，同时还可以对非线性、非稳态和非高斯分布的特征进行较好的处理和发掘。
常见的人工神经网络模型包括前馈神经网络、循环神经网络、卷积神经网络等。
前馈神经网络是最为基础的模型，其层次结构为输入层、若干个隐层、输出层。
每个神经元从上一层的所有神经元接收输入，经过加权和激活后传递到下一层的每个神经元中。
循环神经网络则可以将信息在时间维度上传递，其神经元的输出不仅依赖于当前输入还与历史状态有关，可以用于对序列数据的处理。
卷积神经网络是一种专门针对图像、音频等多维数据的模型，其核心是卷积层，可以从不同角度捕捉到数据中的特征信息。
二、应用场景与研究方向目前，基于人工神经网络的模式识别技术已经在各个领域得到广泛的应用，如图像识别、语音识别、自然语言处理、医学诊断等。
其中，以图像识别为例，人工神经网络可以通过大量的数据训练出一个深度学习模型，对不同图像类别进行分类识别，同时还可以在一些特定场景下进行物体检测、图像分割等操作。
除此之外，人工神经网络模型的设计和应用也是目前研究的热点之一。
如何设计更加高效精准的神经网络模型，降低训练时的计算和存储开销，是当前人工智能领域需要解决的重要问题之一。
此外，也有研究者关注到人工神经网络的鲁棒性问题，如如何防止神经元的故障导致整个网络模型发生崩塌等，这些问题都需要进行深入的研究。
神经网络模式识别法介绍
神经网络模式识别法介绍神经网络模式识别法的基本原理是借鉴生物神经元的工作原理，通过构建多层的人工神经元网络，实现对复杂模式的学习和识别。
神经网络由输入层、隐藏层和输出层构成。
其中，输入层负责接收外界的输入模式，隐藏层是中间处理层，用来提取和转换输入模式的特征信息，输出层则是输出识别结果。
在神经网络模式识别方法中，关键的步骤有以下几个：1.数据预处理：首先需要对输入数据进行预处理，包括数据归一化、降噪和特征提取等。
这样可以使得神经网络更好地处理数据。
2.网络结构设计：根据实际问题的特点和要求，设计合适的神经网络结构。
可以选择不同的激活函数、网络层数、隐藏层神经元的数量等参数。
3.网络训练：利用已有的训练数据对神经网络进行训练。
训练过程中，通过反向传播算法来调整网络的权值和阈值，不断优化网络的性能。
4.网络测试：使用独立的测试数据对训练好的网络进行测试，评估其识别的准确性和性能。
可以通过计算准确率、召回率、F1值等指标来评估模型的效果。
神经网络模式识别方法有多种应用，如图像识别、语音识别、手写体识别等。
在图像识别领域，神经网络模式识别方法可以通过对图像的像素进行处理，提取图像的纹理、形状和颜色等特征，从而实现图像的自动识别。
在语音识别领域，神经网络模式识别方法可以通过对语音信号进行处理，提取声音特征，将语音信号转化为文本。
与其他模式识别方法相比，神经网络模式识别方法具有以下优点：1.具有自学习能力：神经网络可以通过反馈调整权值和阈值，不断优化自身的性能，从而实现模式识别的自学习和自适应。
2.并行性能好：神经网络中的神经元可以并行进行计算，能够快速处理大规模数据，提高了模式识别的效率。
3.对噪声鲁棒性好：神经网络能够通过反馈调整来适应输入数据中存在的噪声和不确定性，增强了模式识别的鲁棒性。
4.适应性好：神经网络模式识别方法适用于非线性问题和高维数据，能够处理复杂的模式识别任务。
尽管神经网络模式识别方法具有以上的优点，但也存在一些挑战和限制。
人工神经网络模式识别
人工神经网络模式识别一、人工神经网络模式识别1、人工神经网络的概述人工神经网络从人脑的生理学和心理学角度出发，通过模拟人脑的工作机理，实现机器的部分智能行为，是从微观结构和功能上对人脑进行抽象和简化，是模拟人类智能的一条重要途径。
具体的模式识别是多种多样的，如果从识别的基本方法上划分，传统的模式识别大体分为统计模式识别和句法模式识别，在识别系统中引入神经网络是一种近年来发展起来的新的模式识别方法。
尽管引入神经网络的方法和引入网络的结构可以各不相同，但都可称为神经网络模式识别。
而且这些识别方法在解决传统方法较难处理的某些问题上带来了新的进展和突破，因而得到了人们越来越多的重视和研究。
人工神经元网络(Artificial Neural Network)简称神经网络，是基于日前人们对自然神经系统的认识而提出的一些神经系统的模型，一般是由一系列被称为神经元的具有某种简单计算功能的节点经过广泛连接构成的一定网络结构，而其网络连接的权值根据某种学习规则在外界输入的作用下不断调节，最后使网络具有某种期望的输出特性。
神经网络的这种可以根据输入样本学习的功能使得它非常适合于用来解决模式识别问题，这也是神经网络目前最成功的应用领域之一。
2、神经网络进行模式识别的方法和步骤神经网络模式识别的基本方法是，首先用己知样本训练神经网络，使之对不同类别的己知样本给出所希望的不同输出，然后用该网络识别未知的样本，根据各样本所对应的网络输出情况来划分未知样本的类别。
神经网络进行模式识别的一般步骤如图2-1所示，分为如下几个部分：图 2-1 神经网络模式识别基本构成1、样本获取这一步骤主要是为了得到一定数量的用于训练和识别的样本。
2、常规处理其作用相当于传统模式识别中的数据获取和常规处理两步的功能。
即通过对识别对象的有效观测、进行采样量化，获得一系列数据，再经过去除噪声、加强有用信息等工作获得尽量逼真的原始数据。
通过这一步骤，得到了样本的原始表达。
基于模式识别人工神经网络
人工神经元：网络（一）
• 人工神经网络：也就是结点之间的连接
• 人工神经元网络之所以能有许多复杂的功能，主要体现在将这些结点 组合成网络。 • 将执行最简单计算的结点组合起来，实现复杂的运算，这就是人 工神经元网络最根本的特点。 • 而之所以能将简单的运算组合成复杂的运算，最主要是一条是结 点的运算中具有的非线性映射。 • 有了结点运算的非线性映射，才使得人工神经元网络作为一个整 体能实现复杂的非线性映射功能。
算才能解决问题
三个运算可以通过三 个神经元结点
人工神经元网络工作原理
简单网络模型
Whereas a two-layer network classifier can only implement a linear decision boundary, given an adequate number of hidden units, three-, four- and higher-layer networks can implement arbitrary decision boundaries. The decision regions need not be convex or simply connected来自人工神经元网络工作原理
人工神经元网络的工作原理与特点： (1) 人工神经元网络由数量较多的结点(每个结点是一个神经元)以 适当的方式相互连接组成，每个结点的输入可以是输入数据的某 一个分量，也可以是其他结点的输出。 (2) 每个结点都执行简单的两步运算：对输入信号实现加权和；对 加权和执行非线性映射。 (3) 由于结点之间的相互连接，可实现对简单运算的组合，而实现 复杂的运算。 (4) 人工神经元网络实现各种功能取决于所采用的结点间连接方式 以及每个结点的参数值的选择。
人工神经网络及模式识别
人工神经网络及模式识别人工神经网络（Artificial Neural Network，ANN）是一种模仿生物神经网络结构和功能的数学模型，是深度学习的基础。
它由大量的神经元（也称为节点或单元）组成，通过连接不同神经元之间的连接权重进行信息传递和处理。
模式识别（Pattern Recognition）是指根据已知的模式进行辨识和分类的过程，人工神经网络在模式识别中有着广泛的应用。
人工神经网络的基本结构包括输入层、隐藏层和输出层。
输入层接收外部数据作为输入，隐藏层用于处理输入数据，输出层输出最终的结果。
神经元之间的连接权重和激活函数决定了信息的传递和处理方式。
常用的激活函数有 sigmoid 函数、ReLU 函数等。
通过调整神经元之间的连接权重和激活函数的选择，可以使神经网络对不同模式的输入数据进行学习和预测。
人工神经网络的训练过程通常包括前向传播和反向传播两个步骤。
前向传播是指依据当前的连接权重和激活函数，将输入数据从输入层传递到输出层，得到预测结果。
反向传播是指根据预测结果与真实结果的差别来调整连接权重，不断优化模型的性能。
模式识别是人工神经网络的主要应用之一、通过训练一个神经网络模型，可以使其具备识别和分类不同模式的能力。
例如，可以利用人工神经网络对图像进行分类，识别图像中的目标物体或区分不同类别的图像。
此外，人工神经网络还可以应用于语音识别、手写体识别、医学诊断等领域。
人工神经网络的模式识别能力取决于网络的深度和规模、数据样本的质量和数量，以及神经网络的参数设置等。
一般情况下，神经网络的规模越大、层数越深，其识别和分类的准确性和鲁棒性更高。
而充分的训练数据和合理的参数设置也是确保识别效果的重要因素。
总的来说，人工神经网络是一种模仿生物神经网络的数学模型，通过调整连接权重和激活函数的选择，实现对不同模式的输入数据进行学习和预测。
在模式识别中，人工神经网络可以应用于图像识别、语音识别、手写体识别等任务，具备较高的识别准确性和鲁棒性。
基于人工神经网络的模式识别技术研究
基于人工神经网络的模式识别技术研究人工智能技术是近年来备受关注的研究领域，其中，人工神经网络是其中之一。
目前，基于人工神经网络的模式识别技术在许多方面都有着广泛的应用，例如人脸识别、语音识别、手写文字识别等等。
本文将就基于人工神经网络的模式识别技术进行深入探讨。
一、什么是人工神经网络人工神经网络是一种模拟生物神经网络的计算模型，它由很多个处理单元（也叫神经元）组成，每个神经元都有一个输入和一个输出。
神经元的输出可以作为其他神经元的输入，使神经元之间建立联系。
数学上，神经元的输入通过加权后送入激活函数，经过激活函数后形成输出，最终输出结果向其他神经元发送信号。
通过训练神经网络，可以调整其中每个神经元的权值和偏置，以达到输出期望结果的目的。
二、基于人工神经网络的模式识别技术基于人工神经网络的模式识别技术，是通过训练神经网络将输入模式映射到特定的输出，实现对输入模式的分类识别。
模式识别技术的应用非常广泛，例如人脸识别、语音识别、手写文字识别等等。
在人脸识别领域，基于人工神经网络的模式识别技术已经十分成熟，它可以识别出具有不同表情、光照条件等多种变化因素的人脸，并将其分类识别出来。
在语音识别领域，该技术同样有着广泛的应用，例如通过训练神经网络，可以将输入的语音样本根据所说的话语内容进行分类，实现语音识别。
在手写文字识别领域，基于人工神经网络的模式识别技术也可以实现识别手写文字的功能。
通过对大量的手写文字样本进行训练，神经网络可以对新的手写文字进行分类，实现手写文字识别。
此外，基于人工神经网络的模式识别技术还可以应用在图像识别、生物医学、安全监控等领域。
三、基于人工神经网络的模式识别技术的优缺点虽然基于人工神经网络的模式识别技术在应用中有着广泛的优点，但是其也存在一定的缺点。
首先，神经网络的训练需要大量的时间和计算资源，同时需要调整网络中每个神经元的连接和权重，所以需要专业技术人员和适当的硬件和软件支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人工神经网络模式识别一、人工神经网络模式识别1、人工神经网络的概述人工神经网络从人脑的生理学和心理学角度出发，通过模拟人脑的工作机理，实现机器的部分智能行为，是从微观结构和功能上对人脑进行抽象和简化，是模拟人类智能的一条重要途径。
具体的模式识别是多种多样的，如果从识别的基本方法上划分，传统的模式识别大体分为统计模式识别和句法模式识别，在识别系统中引入神经网络是一种近年来发展起来的新的模式识别方法。
尽管引入神经网络的方法和引入网络的结构可以各不相同，但都可称为神经网络模式识别。
而且这些识别方法在解决传统方法较难处理的某些问题上带来了新的进展和突破，因而得到了人们越来越多的重视和研究。
人工神经元网络(Artificial Neural Network)简称神经网络，是基于日前人们对自然神经系统的认识而提出的一些神经系统的模型，一般是由一系列被称为神经元的具有某种简单计算功能的节点经过广泛连接构成的一定网络结构，而其网络连接的权值根据某种学习规则在外界输入的作用下不断调节，最后使网络具有某种期望的输出特性。
神经网络的这种可以根据输入样本学习的功能使得它非常适合于用来解决模式识别问题，这也是神经网络目前最成功的应用领域之一。
2、神经网络进行模式识别的方法和步骤神经网络模式识别的基本方法是，首先用己知样本训练神经网络，使之对不同类别的己知样本给出所希望的不同输出，然后用该网络识别未知的样本，根据各样本所对应的网络输出情况来划分未知样本的类别。
神经网络进行模式识别的一般步骤如图2-1所示，分为如下几个部分：图 2-1 神经网络模式识别基本构成1、样本获取这一步骤主要是为了得到一定数量的用于训练和识别的样本。
2、常规处理其作用相当于传统模式识别中的数据获取和常规处理两步的功能。
即通过对识别对象的有效观测、进行采样量化，获得一系列数据，再经过去除噪声、加强有用信息等工作获得尽量逼真的原始数据。
通过这一步骤，得到了样本的原始表达。
3、特征变换在原始样本表达的基础上，进行适当的变换，得到适合神经网络进行识别的样本的特征表达。
以上两步构成了神经网络模式识别中的预处理过程。
这一步骤与传统模式识别的特征提取选择的位置很相似，不同的是，神经网络可以对原始样本直接进行处理，因此这种变换在神经网络模式识别中不象传统模式识别的特征提取选择那样必不可少，神经网络对预处理的要求与传统模式识别对特征提取选择的要求也有所不同。
4、神经网络识别根据识别对象和研究问题的不同，选用不同的网络结构并采用适当的学习算法，用已知样本作为训练集对神经网络进行训练，使其网络连接的权值不断调整，直到网络的输出特性与期望的相符合。
训练过程结束以后，网络相当于一个固定的映射器，新的输入样本(测试样本)通过网络映射到不同的类别。
3、神经网络的优点神经网络用于控制，主要是为了解决非线性、不确定、未知数学模型复杂系统的控制问题。
神经网络能够应用于模式识别，关键在于它具有一般数学模型所不具有的诸多优点。
神经网络的优点如下：1、分布存储和容错性一个信息不是存储在一个地方，而是按内容分布在整个网络上，网络某一处不是只存储一个外部信息，而是每个神经元都存储多种信息的部分内容。
网络的每部分对信息的存储都有等势作用。
这种分布式存储算法是存储区与运算区合为一体的。
在神经网络中，要获得存储的知识则采用“联想”的办法，即当一个神经网络输入一个激励时，它要在己存的知识中寻找与该输入匹配最好的存储知识为其解。
当然在信息输出时也还要经过一种处理。
而不是直接从记忆中取出。
这种存储方式的优点在于若部分信息不完全，丢失或者损坏甚至有错误的信息，它仍能恢复出原来正确的完整的信息，系统仍能运行。
这就是网络具有容错性和联想记忆的功能。
人的大脑的容错性是它的一种重要的智慧形式。
2、大规模并行处理人工神经元网络在结构上是并行的，而且网络的各个单元可以同时进行类似的处理过程。
因此，网络中的信息处理是在大量单元中平行而又有层次地进行，运算速度高，大大超过传统的序列式运算的数字机。
虽然每个神经元的信息传递(神经脉冲)速度是以毫秒计算的，比普通序列式计算机要慢很多，但是人通常能在1秒内即可作出对外界事物的判断和决策、这就是能神奇地完成所谓“百步”决策。
这按照现有传统的计算机及人工智能技术目前还是做不到的。
3、自学习、自组织和自适应性学习和适应要求在时间过程中系统内部结构和联系方式有改变，神经元网络是一种变结构系统，恰好能完成对环境的适应和对外界事物的学习能力。
神经元之间的连接有多种多样，各神经元之间连接强度具有一定的可塑性，相当于突触传递信息能力的变化，这样，网络可以通过学习和训练进行自组织以适应不同信息处理的要求。
神经元网络是大量神经元的集体行为，并不是各单元行为的简单的相加，而表现出一般复杂非线性动态系统的特性。
如不可预测性、不可逆性、有各种类型的吸引子和出现混沌现象等。
正是由于神经网络具有这些特点，所以可以处理一些环境信息十分复杂、知识背景不清楚和推理规则不明确的问题。
例如语音识别和识别、医学诊断以及市场估计等，都是具有复杂非线性和不确定性对象的控制。
在那里，信源提供的模式丰富多彩，有的互相间存在矛盾，而判定决策原则又无条理可循。
通过神经元网络学习，从典型事例中学会处理具体事例，给出比较满意的解答。
二、人工神经网络的基本原理1、神经细胞以及人工神经元的组成神经系统的基本构造单元是神经细胞，也称神经元。
它和人体中其他细胞的关键区别在于具有产生、处理和传递信号的功能。
每个神经元都包括四个主要部分:细胞体、树突、轴突和突触。
树突的作用是用于接受周围其他神经元传入的神经冲动，轴突的功能是通过轴突末梢向其他神经元传出神经冲动。
每个神经细胞所产生和传递的基本信息是兴奋或抑制。
在两个神经细胞之间的相互接触点称为突触。
简单神经元网络及其简化结构如图2-2所示。
从信息的传递过程来看，一个神经细胞的树突，在突触处从其他神经细胞接受信号。
这些信号可能是兴奋性的，也可能是抑制性的。
所有树突接受到的信号都传到细胞体进行综合处理，如果在一个时间间隔内，某一细胞接受到的兴奋性信号量足够大，以致于使该细胞被激活，而产生一个脉冲信号。
这个信号将沿着该细胞的轴突传送出去，并通过突触传给其他神经细胞.神经细胞通过突触的联接形成神经网络。
（1）细胞体（2）树突（3）轴突（4）突触图2-2 简单神经元网络及其简化结构图人们正是通过对人脑神经系统的初步认识，尝试构造出人工神经元以组成人工神经网络系统来对人的智能控制，甚至对思维行为进行研究:尝试从理性角度阐明大脑的高级机能。
经过几十年的努力与发展，己涌现出上百种人工神经网络模型，它们的网络结构、性能、算法及应用领域各异，但均是根据生物学事实衍生出来的。
由于其基本处理单元是对生物神经元的近似仿真，因而被称之为人工神经元。
它用于仿效生物神经细胞最基本的特性，与生物原型相对应。
人工神经元的主要结构单元是信号的输入、综合处理和输出，其输出信号的强度大小反映了该单元对相邻单元影响的强弱。
人工神经元之间通过互相联接形成网络，称为人工神经网络。
神经元之间相互联接的方式称为联接模式，相互之间的联接度由联接权值体现在人工神经网络中。
改变信息处理过程及其能力，就是修改网络权值的过程。
目前多数人工神经网络的构造大体上都采用如下的一些原则:1、由一定数量的基本单元分层联接构成;2、每个单元的输入、输出信号以及综合处理内容都比较简单;3、网络的学习和知识存储体现在各单元之间的联接强度上。
2、人工神经元的模型神经元是人工神经网络的基本处理单元，它一般是一个多输入/单输出的非线性元件。
神经元输出除受输入信号的影响外，同时也受到神经元内部其它因素的影响，所以在人工神经元的建模中，常常还加有一个额外输入信号、称为偏差(bais)，有时也称为阈值或门限值。
一个具有r 个输入分量的神经元如图2-2所示。
其中，输入分量()r j p j ,...,2,1=通过与和它相乘的权值分量()r j w j ,..,2,1=相连，以∑=rj j j p w 1的形式求和后，形成激活函数f()的输入。
激活函数的另一个输入是神经元的偏差b,权值Wj 和输入分量的矩阵形式可以由W 的行矢量以及P 的列矢量来表示:[]r w w w W ...21=[]tr p p p P ...21= （2.1） 3、神经网络的联接形式人脑中大量的神经细胞都不是孤立的，而是通过突触形式相互联系着的，构成结构与功能十分复杂的神经网络系统。
为了便于从结构出发模拟智能，因此必须将一定数量的神经元适当地联接成网络，从而形成多种神经网络模型。
通常所说的神经网络的结构，主要指它的联接方式。
神经网络按照拓扑结构属于以神经元为节点，以及节点间有向连接为边的一种图，其结构大体上可分为层状和网状两大类。
层状结构的神经网络是由若干层组成，每层中有一定数量的神经元，相邻层中神经元单向联接，一般地同层内的神经元不能联接，网状结构的神经网络中，任何两个神经元之间都可能双向联接。
三、神经网络在数字识别中的应用神经网络模型用于模拟人脑神经元活动的过程。
其中包括对信息的加工、处理、存储和搜索等过程，它的基本特点如下:1、神经网络具有分布式存储信息的特点。
它存储信息的方式与传统的计算机的思维方式是不同的，一个信息不是存在一个地方，而是分布在不同的位置。
网络的某一部分也不只存储一个信息，它的信息是分布式存储的。
神经网络是用大量神经元之间的连接及对各连接权值的分布来表示特定的信息。
因此，这种分布式存储方式即使当局部网络受损时，仍具有能够恢复原来信息的优点。
2、神经网络对信息的处理及推理的过程具有并行的特点。
每个神经元都可以根据接收到的信息作独立的运算和处理，然后将结果传输出去，这体现了一种并行处理。
神经网络对于一个特定的输入模式，通过前向计算产生一个输出模式，各个输出节点代表的逻辑概念被同时计算出来。
在输出模式中，通过输出节点的比较和本身信号的强弱而得到特定的解，同时排出其余的解。
这体现了神经网络并行推理的特点。
3、神经网络对信息的处理具有自组织、自学习的特点。
神经网络中各神经元之间的连接强度用权值大小来表示，这种权值可以事先定出，也可以为适应周围环境而不断地变化，这种过程称为神经元的学习过程。
神经网络所具有的自学习过程模拟了人的形象思维方法，这是与传统符号逻辑完全不同的一种非逻辑非语言的方法。
模糊控制与神经网络是当前两种主要的智能控制技术，它们都能模拟人的智能行为，不需要精确的数学模型，能够解决传统自动化技术无法解决的许多复杂的、不确定性的、非线性的自动化问题，而且易于用硬件或软件来实现。
模糊控制与神经网络又具有各自的特点，模糊控制是模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式，擅长利用人的经验性知识；神经网络则是模拟人脑的结构以及对信息的记忆和处理功能，擅长从输入输出数据中学习有用的知识。