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 是首选应用。

为什么是人工神经网络?

我们需要以人类为例来理解上述问题的答案。小时候,我们习惯在长辈的帮助下学习东西,包括父母或老师。后来,通过自学或实践,我们终生不断学习。科学家和研究人员也在让机器变得像人类一样智能,而 ANN 在这方面发挥着非常重要的作用,原因如下 −

  • 借助神经网络,我们可以找到解决算法成本高昂或不存在的问题的方法。

  • 神经网络可以通过示例学习,因此我们不需要对其进行大量编程。

  • 神经网络具有比传统速度更快的准确性和速度。

应用领域

以下是使用 ANN 的一些领域。这表明 ANN 在其开发和应用中采用了跨学科方法。

语音识别

语音在人与人之间的互动中占有重要地位。因此,人们很自然地期待计算机能够实现语音界面。在当今时代,为了与机器进行交流,人类仍然需要难以学习和使用的复杂语言。为了缓解这种交流障碍,一个简单的解决方案可能是使用机器可以理解的口语进行交流。

该领域已经取得了巨大进步,然而,这类系统仍然面临着词汇量或语法有限的问题,以及针对不同条件下的不同说话者对系统进行再训练的问题。ANN 在这一领域发挥着重要作用。以下 ANN 已用于语音识别 −

  • 多层网络

  • 具有循环连接的多层网络

  • Kohonen 自组织特征图

对此最有用的网络是 Kohonen 自组织特征图,其输入是语音波形的短片段。它将映射与输出数组相同类型的音素,称为特征提取技术。提取特征后,借助一些声学模型作为后端处理,它将识别话语。

字符识别

这是一个有趣的问题,属于模式识别的一般领域。已经开发了许多神经网络来自动识别手写字符,无论是字母还是数字。以下是一些用于字符识别的 ANN −

  • 多层神经网络,如反向传播神经网络。
  • 神经认知机

虽然反向传播神经网络有几个隐藏层,但从一层到下一层的连接模式是局部的。同样,神经认知机也有几个隐藏层,它的训练是针对这类应用逐层进行的。

签名验证应用

签名是在合法交易中授权和验证一个人的最有用的方法之一。签名验证技术是一种非视觉技术。

对于此应用,第一种方法是提取特征或代表签名的几何特征集。有了这些特征集,我们必须使用高效的神经网络算法训练神经网络。这个训练有素的神经网络将在验证阶段将签名分类为真实或伪造。

人脸识别

这是识别给定面部的生物特征识别方法之一。由于"非面部"图像的特征化,这是一项典型的任务。但是,如果神经网络训练有素,则可以将其分为两类,即有面部的图像和没有面部的图像。

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数。最后,必须使用神经网络训练算法对其进行分类。以下神经网络用于训练预处理图像 −

  • 借助反向传播算法训练的全连接多层前馈神经网络。

  • 为了降维,使用主成分分析 (PCA)。