神经网络详细教程

从人脑到计算机:神经网络结构

每个人工"神经元"像真实神经元一样,接收多个信号,整合处理后,决定是否"激活"并传递信息。

基础知识

-输入层:相当于感觉神经,接收外界信息 -隐藏层:类似于大脑中的处理区域,负责信息加工(可以有多层) -输出层:如同运动神经,产生最终"反应" -Sigmoid函数:像突触释放神经递质一样,产生平滑的0到1之间的输出 -ReLU函数:更像"全或无"原则,低于阈值不激活,高于阈值则线性激活 -Tanh函数:产生-1到1之间的输出,类似于神经元的超极化和去极化状态 -前向传播:信息的流动 -反向传播:经验的修正

Step 1: 准备数据

伪代码:

import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split

patient_data = np.array([[体温, 血压, 心率, ...], ...])  
diagnosis = np.array([0或1])  

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(patient_data, diagnosis, test_size=0.2)

Step 2: 构建训练模型

伪代码:

import tensorflow as tf

model = tf.keras.Sequential([
    tf.keras.layers.Dense(16, activation='relu'),  
    tf.keras.layers.Dense(8, activation='relu'),   
    tf.keras.layers.Dense(1, activation='sigmoid') 
])

model.compile(optimizer='adam', loss='binary_crossentropy', metrics=['accuracy'])
history = model.fit(
    X_train, y_train,
    epochs=20,  
    validation_split=0.2  
)

常见问题与解决方案 1."过度诊断"问题(过拟合)就像一位只依赖记忆的医生,可能会过度依赖某些特定病例的特征而失去泛化能力。

(1)接触更多样化的"病例"(增加训练数据) (2)定期"考核"(验证集评估) (3)"遗忘"一些细节以保留关键特征(Dropout技术)

2."犹豫不决"问题(低收敛性) 有时模型会像犹豫不决的实习医生一样难以达成明确诊断。而且会跑的很慢很慢,甚至无法结束工作,被迫加班hh

(1)调整学习率 (2)选择更合适的"思考方式"(优化器) (3)提供更清晰的反馈(调整损失函数)