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一文看懂四种基本的神经网络架构

发布时间:2019-03-31 09:58:49 所属栏目:建站 来源:BlackBlog__
导读:副标题#e# 刚刚入门神经网络,往往会对众多的神经网络架构感到困惑,神经网络看起来复杂多样,但是这么多架构无非也就是三类,前馈神经网络,循环网络,对称连接网络,本文将介绍四种常见的神经网络,分别是CNN,RNN,DBN,GAN。通过这四种基本的神经网络架

DBN是一个概率生成模型,与传统的判别模型的神经网络相对,生成模型是建立一个观察数据和标签之间的联合分布,对P(Observation|Label)和 P(Label|Observation)都做了评估,而判别模型仅仅而已评估了后者,也就是P(Label|Observation)。

DBN由多个限制玻尔兹曼机(Restricted Boltzmann Machines)层组成,一个典型的神经网络类型如图所示。这些网络被“限制”为一个可视层和一个隐层,层间存在连接,但层内的单元间不存在连接。隐层单元被训练去捕捉在可视层表现出来的高阶数据的相关性。

生成对抗网络 GAN

生成对抗网络其实在之前的帖子中做过讲解,这里在说明一下。

生成对抗网络的目标在于生成,我们传统的网络结构往往都是判别模型,即判断一个样本的真实性。而生成模型能够根据所提供的样本生成类似的新样本,注意这些样本是由计算机学习而来的。

GAN一般由两个网络组成,生成模型网络,判别模型网络。

生成模型 G 捕捉样本数据的分布,用服从某一分布(均匀分布,高斯分布等)的噪声 z 生成一个类似真实训练数据的样本,追求效果是越像真实样本越好;判别模型 D 是一个二分类器,估计一个样本来自于训练数据(而非生成数据)的概率,如果样本来自于真实的训练数据,D 输出大概率,否则,D 输出小概率。

举个例子:生成网络 G 好比假币制造团伙,专门制造假币,判别网络 D 好比警察,专门检测使用的货币是真币还是假币,G 的目标是想方设法生成和真币一样的货币,使得 D 判别不出来,D 的目标是想方设法检测出来 G 生成的假币。

传统的判别网络:

生成对抗网络:

在训练的过程中固定一方,更新另一方的网络权重,交替迭代,在这个过程中,双方都极力优化自己的网络,从而形成竞争对抗,直到双方达到一个动态的平衡(纳什均衡),此时生成模型 G 恢复了训练数据的分布(造出了和真实数据一模一样的样本),判别模型再也判别不出来结果,准确率为 50%。

下面展示一个cDCGAN的例子(前面帖子中写过的)

生成网络

判别网络

最终结果,使用MNIST作为初始样本,通过学习后生成的数字,可以看到学习的效果还是不错的。

小结

本文非常简单的介绍了四种神经网络的架构,CNN,RNN,DBN,GAN。当然也仅仅是简单的介绍,并没有深层次讲解其内涵。这四种神经网络的架构十分常见,应用也十分广泛。当然关于神经网络的知识,不可能几篇帖子就讲解完,这里知识讲解一些基础知识,帮助大家快速入(zhuang)门(bi)。后面的帖子将对深度自动编码器,Hopfield 网络长短期记忆网络(LSTM)进行讲解。

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