神经网络的应用
在研究ANN被广泛使用的领域之前,我们需要了解为什么ANN会成为首选的应用选择。
为什么选择人工神经网络?
我们需要通过人类的例子来理解上述问题的答案。在孩提时代,我们依靠长辈(包括父母或老师)的帮助学习事物。然后,通过自学或实践,我们终身不断学习。科学家和研究人员也正在使机器变得像人类一样智能,而ANN由于以下原因在其中发挥着非常重要的作用:
借助神经网络,我们可以找到那些算法方法成本过高或不存在的问题的解决方案。
神经网络可以通过示例学习,因此我们无需对其进行大量编程。
与传统速度相比,神经网络具有更高的准确性和显著更快的速度。
应用领域
以下是ANN正在使用的一些领域。这表明ANN在发展和应用中具有跨学科的方法。
语音识别
语音在人与人之间的互动中占据着突出地位。因此,人们自然希望计算机具有语音接口。在当今时代,为了与机器进行通信,人类仍然需要复杂的语言,这些语言难以学习和使用。为了缓解这种沟通障碍,一个简单的解决方案可能是用机器能够理解的口语进行沟通。
该领域已经取得了长足的进步,但是,此类系统仍然面临着词汇量或语法有限的问题,以及在不同条件下为不同说话者重新训练系统的问题。ANN在这一领域发挥着重要作用。以下ANN已被用于语音识别:
多层网络
具有循环连接的多层网络
Kohonen自组织特征映射
最适合此应用的网络是Kohonen自组织特征映射,其输入是语音波形的短片段。它将映射相同类型的音素作为输出数组,称为特征提取技术。在提取特征后,借助一些声学模型作为后端处理,它将识别语音。
字符识别
这是一个有趣的问题,属于模式识别的一般领域。许多神经网络被开发用于自动识别手写字符,无论是字母还是数字。以下是一些已被用于字符识别的ANN:
- 多层神经网络,如反向传播神经网络。
- Neocognitron
尽管反向传播神经网络具有多个隐藏层,但从一层到下一层的连接模式是局部的。类似地,Neocognitron也具有多个隐藏层,并且其训练是针对此类应用逐层进行的。
签名验证应用
签名是在法律交易中授权和认证个人的最有用方法之一。签名验证技术是一种非视觉技术。
对于此应用,首先要提取代表签名的特征或几何特征集。使用这些特征集,我们必须使用高效的神经网络算法训练神经网络。在验证阶段,这个训练好的神经网络将对签名进行分类,判断其是真实的还是伪造的。
人脸识别
它是识别给定人脸的生物识别方法之一。由于“非人脸”图像的特征,这是一项典型的任务。但是,如果神经网络经过良好训练,则可以将其分为两类:包含人脸的图像和不包含人脸的图像。
首先,必须对所有输入图像进行预处理。然后,必须降低该图像的维度。最后,必须使用神经网络训练算法对其进行分类。以下神经网络用于使用预处理图像进行训练:
使用反向传播算法训练的全连接多层前馈神经网络。
对于降维,使用主成分分析(PCA)。