1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介

1.1.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的定義

早期研究者對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有很多種不同的叫法，包括：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（arti-ficial neural network）、人工神經(jīng)系統(tǒng)（artificial neural system）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（neural network）、自適應(yīng)系統(tǒng)（adaptive system）、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（adaptive network）、連接模型（connectionism）、神經(jīng)計(jì)算機(jī)（neurocomputer）等。這些叫法都是對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不同側(cè)面的描述。其中，“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”強(qiáng)調(diào)通過(guò)人工來(lái)模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；“人工神經(jīng)系統(tǒng)”強(qiáng)調(diào)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視為一個(gè)系統(tǒng)；“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”把人工兩個(gè)字省掉，也是目前使用最為廣泛的叫法之一；“自適應(yīng)系統(tǒng)”和“自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”強(qiáng)調(diào)的是網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)性；“連接模型”強(qiáng)調(diào)的是神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的連接關(guān)系；“神經(jīng)計(jì)算機(jī)”是從計(jì)算的角度理解神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這些不同的叫法都是指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，只是從不同的角度對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行描述。讀者可以根據(jù)自己的科研實(shí)際情況，從不同的角度理解和應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

在機(jī)器學(xué)習(xí)和認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能的數(shù)學(xué)模型或計(jì)算模型，被廣泛應(yīng)用于處理非線性關(guān)系和進(jìn)行函數(shù)近似，可以通過(guò)數(shù)學(xué)公式來(lái)描述。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種通過(guò)大量的人工神經(jīng)元連接進(jìn)行計(jì)算的數(shù)學(xué)模型或計(jì)算模型，它可以通過(guò)外部信息來(lái)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)和參數(shù)，從而更好地適應(yīng)所處理的數(shù)據(jù)。具體地說(shuō)，這種改變有兩個(gè)方面。首先，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自身結(jié)構(gòu)可能需要改變，一般來(lái)說(shuō)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)好后其自身結(jié)構(gòu)不太容易改變，但在一些新興領(lǐng)域會(huì)有此類需求，如自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)，旨在自主學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。其次，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部參數(shù)需要根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行調(diào)整，這就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以逐步提高對(duì)輸入數(shù)據(jù)的理解和響應(yīng)能力，從而實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的輸出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種自適應(yīng)系統(tǒng)，能夠根據(jù)外部輸入信息進(jìn)行自我調(diào)整，輸入信息相當(dāng)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“生存環(huán)境”。隨著外部環(huán)境的變化，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不斷地調(diào)整自身，以適應(yīng)新的輸入信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還可以被看作一種復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)，它包含大量參數(shù)，這使得它可以擬合不同的數(shù)據(jù)，同時(shí)也具備擬合復(fù)雜數(shù)據(jù)的能力。