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-- Title : 인공신경망 개요
-- Reference : BDMBA, untitledtblog.tistory.com, blog.naver.com/samsjang
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■ 인공신경망 개념

ㅁ 인간 뇌세포를 모방한 인공신경망 알고리즘(ANN, Artificial Neural Network)

  • 사람의 두뇌와 비슷한 방식으로 정보를 처리하기 위한 컴퓨터 알고리즘
  • 뉴런과 시냅스의 원리 이용

https://untitledtblog.tistory.com/141

 

퍼셉트론(Perceptron)

  • 인간의 인지 처리와 같이 다수의 신호를 입력받아 처리하고 결과를 출력하는 알고리즘
  • 입력값에 대해 가중치를 적용한 후 확인해서 결과를 전달하는 방식
  • 프랑크 로젠블라트(Frank Rosenblatt)가 1957년 고안한 신경망(딥러닝)의 기원 알고리즘

https://clickai.ai/

  • 입력값, 가중치, 활성함수, 출력값으로 구성
    - 입력값(input) : 데이터 특징값, 피처, Feature
    - 가중치(weight) : 문제 해결을 위한 선형 경계를 찾기 위해 입력값에 가중치 적용하여 방향성 및 형태 구성
    - 바이어스(bias) : 선형 결졔의 절변값, 직선의 경우 y절편
    - 활성함수(activation function) : 값 출력에 대한 판단 함수, 1이나 0 출력
    - 출력값(output) : 문제의 정답 출력

ㅁ 활성화 함수(활성함수, Activation Function)

  • 인공신경망에서 입력받은 데이터를 다음층으로 출력할지를 결정하는 함수

#step function #sign function #linear function #sigmoid function #hyper tangent function

ㅁ AND 게이트 처리

ㅁ OR 게이트 처리

ㅁ NAND 게이트 처리

ㅁ XOR 게이트 처리 한계

 

■ Singluar-layer ANN

  • 뉴런으로 이루어진 Layer가 하나
  • Input Layer는 계층으로 취급하지 않고 단순히 입력 역할로만 한정

 

■ Multi-layer ANN

Hidden Layer를 추가(input layer를 제외한 모든 layer를 hidden layer)

Classifier 형성과 동시에 최적화된 변환 연산을 training

뉴런의 수에 따라 차원 축소나 증가

 

다층 퍼셉트론(MLP, Multi Layer Perceptron)

  • 다층 퍼셉트론을 이용하여 비선형 영역 분리(XOR 해결)
  • 가중치에 대한 문제 발생

 

신경망 학습

  • 활성화 함수와 편향을 명시한 퍼셉트론
  • 임계값 θ를 편향 b로, 활성화 함수를 h()로 명시하여 표현

 

  • 순방향 신호 계산 전파(forward propagation)
  • 입력층에서 출력층으로 신호를 전달하여 y값 계산

 

  • 역방향 오류 미분값 역전파(backpropagation)
  • 오류를 줄이기 위해 미분값을 역방향으로 전달하여 가중치 w값 조정

 

■ 역전파(Backpropagation)

  • hidden layer에는 label이 없기에 cost function 정의 불가
  • 이 문제 해결을 위한 것이 backpropagation 알고리즘
  • output layer의 output과 costfunction으로 계산된 오차(t와 y의 차이)를 hidden layer로 역전파

 

 

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