图解前馈神经网络(FNN)

news/2025/2/26 4:30:25

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1.前馈神经网络介绍

2.网络结构

3.模型工作示例

4.总结


1.前馈神经网络介绍

前馈神经网络(Feedforward Neural Network,FNN)是一种最简单、最经典的神经网络结构,它是人工神经网络的基础形式之一。

前馈神经网络是一种信息只沿一个方向传播的神经网络。它由多个神经元(或称为节点)组成,这些神经元被组织成不同的层,包括输入层、隐藏层和输出层。信息从输入层开始,经过一层或多层隐藏层的处理,最终到达输出层,而不会出现从后一层向前面层的反馈连接。

2.网络结构

  • 输入层(Input Layer):输入层接收外部输入数据,其神经元数量通常与输入特征的数量相匹配。例如,如果输入数据是一个包含10个特征的向量,那么输入层就有10个神经元。

  • 隐藏层(Hidden Layer):隐藏层是网络的核心部分,用于对输入数据进行特征提取和转换。一个前馈神经网络可以有多个隐藏层,每个隐藏层包含多个神经元。隐藏层的神经元通过权重和激活函数对输入数据进行处理。

  • 输出层(Output Layer):输出层是网络的最终输出部分,其神经元数量取决于任务的需求。例如,在二分类问题中,输出层通常只有一个神经元;而在多分类问题中,输出层的神经元数量通常与类别数量相匹配

3.模型工作示例

这里拿成绩预测作为示例,学生期末考试能不能通过,可能受到平常的学习时间的影响,还能通过平常的月考来预测。


对此,将平常的学习时间和月考成绩作为输入,输入到模型中,构建多个隐藏层,每个隐藏层捕获不同的特征,比如有的隐藏层捕获学习时间段的位置,有的隐藏层捕获成绩差别等等,可以构建多个隐藏层,然后得出“是否”通过考试这个结论。 

4.总结

前馈神经网络被广泛应用于各种机器学习和深度学习任务中,比如

  • 分类问题:如图像分类、文本分类、语音识别等。

  • 回归问题:如房价预测、股票价格预测等。

  • 特征提取:通过隐藏层的神经元对输入数据进行特征提取和表示。

前馈神经网络深度学习的基础,许多复杂的神经网络结构(如卷积神经网络、循环神经网络等)都可以看作是前馈神经网络的扩展或变体。例如,卷积神经网络(CNN)在前馈神经网络的基础上引入了卷积层和池化层,用于处理图像数据;循环神经网络(RNN)则引入了时间维度,用于处理序列数据。


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