[数据挖掘课程笔记]人工神经网络（ANN）

人工神经网络（Artificial Neural Networks）顾名思义，是模仿人大脑神经元结构的模型。上图是一个有隐含层的人工神经网络模型。X = （x_1,x_2,..,x_m）是ANN的输入，也就是一条记录的在m个属性上的值。每个属性对应一个输入节点。

对于输入层来说，输入层的输出O_i就是输入层的输入x_i。

对于隐含层的其中一个节点j来说，节点j的输入为ΣO_iw_ij (i的取值为所有与节点j相连的输入层节点)。可以发现，节点与节点之间的连接是有一个权重的，这个权重将会影响最后的分类结果。而我们对ANN的训练过程，实际上也就是调整权重的过程。

而隐含层的输出，引入一个激励函数，此时，将激励函数设为

上图中激励函数中的自变量x，在ANN中就是这个节点的输入，也就是ΣO_iw_ij

对于输出层来说，输入值就是隐含层的输出值。而输出层的输出值，与隐含层的计算方法类似。通常，取相同的激励函数。

前向算法：用来对一条数据进行分类。通过以上的计算方法，可以得出一个输出，将这个输出与阈值相比较，就能能出分类结果。

后向算法：用来训练模型，调整权重。

E表示ANN预测的分类与真实分类的误差。我们的目标是将E变的越小越好。

给定一个标注好的数据集，可以定义这样一个误差函数：

计算E的梯度

上式为下降的“步子”

Batch neural network training

思想：对于每一天记录，都算出其O，再计算E，求出梯度，调整w。

Online training

思想:根据每一天单挑记录，修改权重。

优点：更快的收敛率和减少陷入局部最优解的可能。

算法过程