Разница между ANN, CNN и RNN

Опубликовано: 20 Июля, 2021

Искусственная нейронная сеть (ИНС):

Искусственная нейронная сеть (ИНС) - это группа из нескольких перцептронов или нейронов на каждом уровне. ИНС также известна как нейронная сеть с прямой связью, поскольку входные данные обрабатываются только в прямом направлении.
Этот тип нейронных сетей является одним из самых простых вариантов нейронных сетей. Они передают информацию в одном направлении через различные входные узлы, пока не попадут в выходной узел. Сеть может иметь или не иметь скрытых узловых слоев, что делает их функционирование более понятным.
Преимущества:

  • Хранение информации по всей сети.
  • Умение работать с неполными знаниями.
  • Имея отказоустойчивость.
  • Распределенная память.

Недостатки:

  • Аппаратная зависимость.
  • Необъяснимое поведение сети.
  • Определение правильной сетевой структуры.

Сверточная нейронная сеть (CNN):

Сверточные нейронные сети (CNN) - одна из самых популярных моделей, используемых сегодня. Эта вычислительная модель нейронной сети использует вариант многослойных персептронов и содержит один или несколько сверточных слоев, которые могут быть либо полностью связаны, либо объединены. Эти сверточные слои создают карты характеристик, которые записывают область изображения, которая в конечном итоге разбивается на прямоугольники и отправляется для нелинейной обработки.
Преимущества:

  • Очень высокая точность в задачах распознавания изображений.
  • Автоматически обнаруживает важные функции без какого-либо наблюдения человека.
  • Разделение веса.

Недостатки:

  • CNN не кодирует положение и ориентацию объекта.
  • Отсутствие пространственной инвариантности входных данных.
  • Требуется много обучающих данных.

Рекуррентная нейронная сеть (RNN):

Рекуррентные нейронные сети (RNN) более сложны. Они сохраняют вывод узлов обработки и возвращают результат в модель (они не передавали информацию только в одном направлении). Говорят, что именно так модель учится предсказывать результат слоя. Каждый узел в модели RNN действует как ячейка памяти, продолжая вычисления и выполнение операций. Если прогноз сети неверен, то система самообучается и продолжает работать над правильным прогнозом во время обратного распространения ошибки.
Преимущества:

  • RNN запоминает каждую информацию во времени. Это полезно при прогнозировании временных рядов только из-за функции запоминания предыдущих входных данных. Это называется долговременной кратковременной памятью.
  • Рекуррентные нейронные сети используются даже со сверточными слоями для расширения эффективного окружения пикселей.

Недостатки:

  • Проблемы исчезновения и взрыва градиента.
  • Обучение RNN - очень сложная задача.
  • Он не может обрабатывать очень длинные последовательности, если в качестве функции активации используется tanh или relu.

Суммирование всех трех сетей в единую таблицу:

АНЯ CNN RNN
Тип данных Табличные данные, текстовые данные Данные изображения Данные последовательности
Совместное использование параметров Нет да да
Ввод фиксированной длины да да Нет
Повторяющиеся подключения Нет Нет да
Исчезающий и взрывающийся градиент да да да
Пространственные отношения Нет да Нет
Представление ИНС считается менее мощной, чем CNN, RNN. CNN считается более мощным, чем ANN, RNN. RNN включает меньшую совместимость функций по сравнению с CNN.
Заявление Распознавание лиц и компьютерное зрение. Распознавание лиц, оцифровка текста и обработка естественного языка. Преобразование текста в речь.
Основные преимущества Отказоустойчивость, Умение работать с неполными знаниями. Высокая точность в задачах распознавания изображений. Распределение веса. Запоминает каждую информацию, прогнозирование временных рядов.
Недостатки Аппаратная зависимость, необъяснимое поведение сети. Требуются большие обучающие данные, не кодируйте положение и ориентацию объекта. Исчезающий градиент, взрывающийся градиент.

Эта статья предоставлена Абхишеком Гуптой . Пожалуйста, напишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсужденной выше.