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霍普菲尔网络(HN)

2020-09-09 16:19:43

霍普菲尔网络(HN:Hopfield network)是一种每一个神经元都跟其它神经元相互连接的网络。 这就像一盘完全搅在一起的意大利面,因为每个神经元都在充当所有角色:训练前的每一个节点都是输入神经元,训练阶段是隐神经元,输出阶段则是输出神经元。 该神经网络的训练,是先把神经元的值设置到期望模式,然后计算相应的权重。在这以后,权重将不会再改变了。一旦网络被训练包含一种或者多种模式,这个神经网络总是会收敛于其中的某一种学习到的模式,因为它只会在某一个状态才会稳定。值得注意的是,它并不一定遵从那个期望的状态(很遗憾,它并不是那个具有魔法的黑盒子)。它之所以会稳定下来,部分要归功于在训练期间整个网络的“能量(Energy)”或“温度(Temperature)”会逐渐地减少。每一个神经元的激活函数阈值都会被设置成这个温度的值,一旦神经元输入的总和超过了这个阈值,那么就会让当前神经元选择状态(通常是-1或1,有时也是0或1)。 可以多个神经元同步,也可以一个神经元一个神经元地对网络进行更新。一旦所有的神经元都已经被更新,并且它们再也没有改变,整个网络就算稳定(退火)了,那你就可以说这个网络已经收敛了。这种类型的网络被称为“联想记忆(associative memory)”,因为它们会收敛到和输入最相似的状态;比如,人类看到桌子的一半就可以想象出另外一半;与之相似,如果输入一半噪音+一半桌子,这个网络就能收敛到整张桌子。