• Recognizing patterns 
            -Objects in real scenes 
            -Facial identities or facial expressions
            -Spoken words

  • Recognizing anomalies
            -Unusual sequences of credit card transactions
            -Unusual patterns of sensor readings in nuclear power plant

  • Prediction
            -Future stock prices or currency echange rates
            -Which movies will a person like

Standard Task:   The MNIST database of hand-written digits 
   - They are publicly available and we can learn them quite fast in moderate-sized neural net.
   - We know a huge amout about how well various machine learning methods do on MNIST

Basic Neurons
Deep neural networks pioneered by George Dahl and Abdel-rahman Mohamed are now replacing the previous machine learning method for the acoustic model.
Basic Neurons
Basic Neurons

神经元:(neuron)
细胞体
轴突:发送信息给其他神经元
树突:从其他神经元接收信息
一个神经元的轴突连接其他神经元的树突  (突触)         

一个活动的刺激沿着轴突传递,导致电荷通过突触注入突触后面的神经元。一个神经元的树突接收到足够的电荷,使得轴丘部分发生去极化,生成一个刺激。当轴丘去极化以后,神经元会通过轴突发送一个刺激,这个刺激就是沿着轴突传播的去极化子的波。
Basic Neurons

突触(synapses)拥有有趣的结构. 他们包含一种小的囊泡, 囊泡中是一些递质化学物质. 当一个刺激到达轴突, 会导致这些囊泡迁移到轴突表面, 并释放这些化学物质 到突触的裂缝之中. 
神经递质分为不同的几种. 其中有两种神经递质分别起到实现正向和负向的刺激


突触的功能:
改变传递的囊泡的数量
改变接收分子对神经递质的敏感性


Synapses are slow , but they have advantages over RAML
    -They are very small and very low-power.
    -They adapt using locally available signals

            But what rules do they use to decide how to change?

Basic Neurons


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Some neural models

Linear neurons 线性神经
simple but computationally limited
Basic Neurons Basic Neurons


Binary threshold neurons 阈值型神经元
超过阈值输出1,否则输出0
Basic Neurons
Basic Neurons


Rectified Linear Neurons 分段线性神经元
Basic Neurons
Basic Neurons


S型神经元(sigmoid neurons):应用最广泛的神经元
导数连续
Basic Neurons


Stochastic binary neurons  随机阈值型神经元
Basic Neurons
(泊松分布) 

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A simple example

输入特定形状时,该形状的输出单元会被**。
如果一个像素是活跃的,它要做的是给特定的形状投票。每个像素可以给多个形状投票。每个投票可以有不同的强度。
Basic Neurons
Basic Neurons

增加从图像中活动的像素到正确分类的权重
控制权值:减小从活跃像素到任何网络猜测分类的权重。

添加多个训练以后:
Basic Neurons

这个网络所学到的东西相当于每个形状的迷你模板,然后判断哪个形状的模板与输入的图形中重叠最多,哪个图形就是胜出者。

手写数字在权重上变化太复杂,简单的模板不能识别所有形状。
必须为数字建立允许异变的模型:首先进行特征提取,然后再看这些特征的排列。


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