极限学习原理介绍,初步了解极限学习
一,ELM概要
极限学习机是一种针对单隐含层前馈神经网络(Single-hiddenLayerFeedforwardNeuralNetwork,SLFN)的新算法。相对于传统前馈神经网络训练速度慢,容易陷入局部极小值点,学习率的选择敏感等缺点,ELM算法随机产生输入层与隐含层的连接权值及隐含层神经元的阈值,且在训练过程中无需调整,只需要设置隐含层神经元的个数,便可以获得唯一的最优解。与之前的传统训练方法相比,ELM方法具有学习速度快,泛化性能好等优点。
二,ELM概述
传统的典型单隐含层前馈神经网络结构如下图一所示,由输入层,隐含层和输出层组成,输入层与隐含层,隐含层与输出层神经元间全连接。其中,输入层有n个神经元,对应n个输入变量;隐含层有l个神经元;输出层有m个神经元,对应m个输出变量。在不失一般性的情况下,设输入层与隐含层间的连接权值W为
三,ELM 的学习算法由以上分析可知,ELM 在训练之前可以随机产生 w 和 b ,只需确定隐含层神经元个数及隐含层神经元的激活函数(无限可微),即可计算出 .具体地,ELM的学习算法主要有以下几个步骤:(1) 确定隐含层神经元个数,随机设定输入层与隐含层的连接权值 w 和隐含层神经元的阈值b ;(2) 选择一个无限可微的函数作为隐含层神经元的激活函数,进而计算隐含层输出矩阵 H ;(3) 计算输出层权值 ' ^ ^ : H T . 值得一提的是,相关研究结果表明,在 ELM 中不仅许多非线性激活函数都可以使用(如 S 型函数,正弦函数和复合函数等),还可以使用不可微函数,甚至使用不连续的函数作为激活函数。四, ELM 当前研究现状ELM 以其学习速度快,泛化性能好等优点,引起了国内外许多专家和学者的研究和关注。ELM 不仅适用于回归,拟合问题,亦适用于分类,模式识别等领域,因此,其在各个领域均得到广泛的应用。同时,不少改进的方法和策略也被不断提及,ELM 的性能也得到了很大的提升,其应用范围亦愈来愈广,其重要性亦日益体现出来。
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