深度學(xué)習(xí)入門系列:感知機(jī)-多層感知機(jī)演變

1硫麻、感知機(jī)

感知機(jī)

? ? ? ?感知機(jī)接收多個輸入信號爸邢,輸出一個信號,上圖是一個接收兩個輸入信號的感知機(jī)的例子拿愧。 x1杠河、 x2是輸入信號,y是輸出信號浇辜, w1券敌、 w2是權(quán)重(w是weight的首字母)。圖中的○稱為“神經(jīng)元”或者“節(jié)點”柳洋。輸入信號被送往神經(jīng)元時待诅,會被分別乘以固定的權(quán)重(w1x1、 w2x2)熊镣。神經(jīng)元會計算傳送過來的信號的總和卑雁,只有當(dāng)這個總和超過了某個界限值時,才會輸出1绪囱。這也稱為“神經(jīng)元被激活” 测蹲。這里將這個界限值稱為閾值,用符號 θ表示鬼吵。

? ? ? 上述內(nèi)容可以使用如下數(shù)據(jù)公式表示:

感知機(jī)表達(dá)式

2扣甲、感知機(jī)應(yīng)用-邏輯門電路


邏輯與門電路

與門是有兩個輸入和一個輸出的門電路,與門僅在兩個輸入均為1時輸出1齿椅,其他時候則輸出0文捶。輸入信號和輸出信號的對應(yīng)的“真值表”如下:

與門真值表

考慮用感知機(jī)來表示這個與門荷逞,確定能滿足圖上真值表的 w1、 w2粹排、 θ的值。當(dāng)

(w1, w2, θ) = (0.5, 0.5, 0.7) 或(w1, w2, θ)=(0.5, 0.5, 0.8)都滿足與門的條件涩澡。

3顽耳、感知機(jī)變形-權(quán)重和偏置

把 (w1, w2, θ)中的θ換成-b,于是就可以用如下公式來表示感知機(jī)的行為妙同。

權(quán)重偏置感知機(jī)表達(dá)式

雖然有一個符號不同射富,但表達(dá)的內(nèi)容是完全相同的。此處粥帚, b稱為偏置胰耗, w1和w2稱為權(quán)重。感知機(jī)通過公式可以實現(xiàn)與門邏輯關(guān)系芒涡,是否其他數(shù)字電子鐘的邏輯門也可以實現(xiàn)尼柴灯?

4、異或門引出感知機(jī)缺陷


異或門

異或門僅當(dāng)x1或x2中的一方為1時费尽,才會輸出1赠群。真值表如下:

真值表

能否通過上述數(shù)據(jù)公式實現(xiàn)異或門尼?

下面通過畫圖分析觀察

與門:

與門坐標(biāo)系繪圖

與門在坐標(biāo)系上的圖像如上旱幼,可以通過一條直線將結(jié)果分開

異或門:


異或門

異或門無法通過直線將結(jié)果分開查描,可以通過曲線分開


曲線分割異或門結(jié)果

參照上面與門數(shù)學(xué)公式可以看出,感知機(jī)的局限性就在于它只能表示由一條直線分割的空間柏卤。異或門彎曲的曲線無法用感知機(jī)表示冬三。

5、異或門彎曲曲線如何實現(xiàn)-多層感知機(jī)

異或門

數(shù)字電路中異或門可以通過組合與門缘缚、與非門勾笆、或門實現(xiàn)異或門

上圖中把s1作為與非門的輸出,把s2作為或門的輸出忙灼,填入真值表中。觀察x1该园、 x2酸舍、 y,可以發(fā)現(xiàn)確實符合異或門的輸出里初。

異或門真值表

下面試著用感知機(jī)的表示方法(明確地顯示神經(jīng)元)來表示這個異或門啃勉,如下圖:

2層感知機(jī)

? ? ? 上圖中將最左邊的一列稱為第0層,中間的一列稱為第1層双妨,最右邊的一列稱為第2層淮阐。與門叮阅、或門是單層感知機(jī),而異或門是2層感知機(jī)泣特。疊加了多層的感知機(jī)也稱為多層感知機(jī)浩姥。

? ? ? ? 在2層感知機(jī)中,先在第0層和第1層的神經(jīng)元之間進(jìn)行信號的傳送和接收状您,然后在第1層和第2層之間進(jìn)行信號的傳送和接收勒叠,該運行過程可以比作流水線的組裝作業(yè)。第1段(第1層)的工人對傳送過來的零件進(jìn)行加工膏孟,完成后再傳送給第2段(第2層)的工人眯分。第2層的工人對第1層的工人傳過來的零件進(jìn)行加工,完成這個零件后出貨(輸出)柒桑。

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