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인공지능 74

데이터 학습 과정 정리

하이퍼 파라미터 설정 1. 초기값 : 가중치(W), 바이어스(b) 가중치의 초기값을 0으로 default를 주고 시작하면 올바른 학습을 기대하기 어렵다. 오차역전파에서 가중치의 값이 똑같이 갱신되기 때문 np.random.randn()을 사용하여 무작위로 가중치를 설정하는 것을 볼 수 있다. 2. epoch (에폭) 신경망에서 전체 데이터에 대해서 순전파와 역전파가 끝난 상태 1 epoch = 전체 데이터셋을 1회 학습 epoch 횟수가 지나치면 과적합(Overfitting)이 발생할 수 있다. 3. step (스탭) 1 step = 가중치와 바이어스를 1회 업데이트 한 것 4. batch size (배치 크기) 1 step에 사용한 데이터의 수 몇 개의 데이터 단위로 매개변수를 업데이트 하는지 5. i..

손실 함수(Loss Function)와 최적화(Optimizer)

1. 손실 함수 (Loss Function) 손실 함수는 실제값과 예측값의 차이(loss, cost)를 수치화해주는 함수이다. 오차가 클수록 손실 함수의 값이 크고, 오차가 작을수록 손실 함수의 값이 작아진다. 손실 함수의 값을 최소화 하는 W, b를 찾아가는것이 학습 목표이다. 회귀 : 평균제곱오차 / 분류 : 크로스 엔트로피 1-1 평균 제곱 오차 (Mean Squared Error, MSE) 연속형 변수를 예측할 때 사용한다. def MSE(y, t): return (1/2) * np.sum((y-t)**2) 1-2 크로스 엔트로피 (Cross-Entropy) 낮은 확률로 예측해서 맞추거나, 높은 확률로 예측해서 틀리는 경우 loss가 더 크다. 이진분류 : binary_crossentropy / ..

신경망의 출력층

출력층의 활성화 함수 신경망은 분류와 회귀 모두에 이용할 수 있다. 일반적으로 회귀 문제에는 항등 함수를, 분류 문제에는 소프트맥스 함수를 사용한다. 항등 함수 (Identity Function) 입력을 그대로 출력한다. 회귀 문제에 사용된다. 회귀 문제의 특성상 데이터 간의 연속적인 관계가 있어야하기 때문에 다른 활성화 함수가 필요 없다. 소프트맥스 함수 (Softmax Function) 0과 1사이의 실수를 출력한다. 이때 출력값들의 합은 1이다. 분류 문제에서 사용된다. (2종류로 분류하는 문제에는 시그모이드 함수가 사용된다.) 활성화되기 전의 출력값들을 전체와의 비율(확률)로 나타내주는 활성화 함수 소프트맥스 함수를 적용해도 각 원소의 대소 관계는 변하지 않는다. 위의 식 1 대로 사용하면 지수 ..

활성화 함수

1. 활성화 함수(Activation Function)란? synapse는 전달된 전기신호가 최소한의 자극 값을 초과하면 활성화되어 다음 뉴런으로 전기신호를 전달한다. 활성화 함수는 이것을 모방하여 값이 작을때는 출력값을 작은겂으로 막고 일정한 값을 초과하면 출력값이 급격히 커지는 함수를 이용한다. 신경망에서는 전달받은 데이터를 가중치를 고려해서 합산하고 그 값을 활성화 함수를 적용해 다음층에 전달한다. 신경망에서는 활성화 함수로 비선형함수를 사용해야 한다. 입력 신호의 총합을 출력신호로 변환하는 함수 입력 신호의 총합이 활성화를 일으키는 지를 정하는 역할 가중치가 곱해진 입력 신호의 총합을 계산하고, 그 합을 활성화 함수에 입력해 결과를 내는 2단계로 처리된다. 입력 신호의 총합 계산 : a = w1x..

인공지능 / 머신러닝과 딥러닝의 차이점

1. 인공지능(Artificial Intelligence, AI)이란? 기계가 사람처럼 스스로 생각하고 판단하여 행동하도록 하는 것 인간의 지능을 갖고 있는 기능을 갖춘 컴퓨터 시스템 인간의 지능을 기계 등에 인공적으로 구현한 것 인간이 가지고 있는 인식, 판단 등의 지적 능력을 모델링하여 컴퓨터에서 구현하기 위해 다양한 기술이나 소프트웨어, 하드웨어, 이를 포함한 컴퓨터 시스템을 통틀어 일컫는 말 SAS의 정의 : 기계가 경험을 통해 학습하고 새로운 입력 내용에 따라 기존 지식을 조정하며 삶과 같은 방식으로 과제를 수행할 수 있도록 지원하는 기술 2. 머신러닝(Machine Learning, ML)이란? 제공된 데이터를 통하여 스스로 학습하는 방법 알고리즘을 이용해 데이터를 분석, 분석을 통해 학습, ..

뇌과학 - 뇌파의 종류

뇌파(EEG: electroencephalogram) 대뇌의 뇌 신경세포들의 활동 뇌 활동의 변동을 공간적, 시각적으로 파악할 수 있는 지표 의식 상태와 정신활동에 따라 변화하는 특정한 패턴을 보임 뇌파의 종류 뇌파 주파수 의식 상태 감마파 30 Hz 이상 외적의식 불안, 흥분 베타파 13 ~ 30 Hz 외적의식 평상시의 뇌파 / 외부와 대응하여 긴장상태에서 일을 처리하고 있는 상태 알파파 페스트알파 8 ~ 14 Hz 12 ~ 13 Hz 내적의식 주의 집중과 약간의 긴장 미들알파 10 ~ 12 Hz 공부능률 향상, 정신통일 상태, 기억력과 집중력 최대 상태, 스트레스 해소 슬로우알파 8 ~ 9 Hz 명상, 무념 명상 세타파 4 ~ 7 Hz 내적의식 졸음 상태, 얕은 수면 델타파 0.5 ~ 3 Hz 무의식..

인공지능/의료 2020.04.19

신경망

1. 신경망의 정의 인공신경망(Artificial Neural Network), 다층 퍼셉트론 입력층과 출력층 사이에 은닉층이 존재 여러층으로 구성되고 시그모이드 함수 등 매끈한 활성화 함수를 사용하는 네트워크 2. 신경망의 구조 입력층(input layer), 은닉층(hidden layer), 출력층(output layer) 입력층 : 주어진 데이터가 입력되는 층으로서, 일반적으로 스칼라 또는 벡터의 형태로 입력됨. 출력층 : 입력층과 은닉층을 거쳐 형성된 최종 데이터를 갖는 층. 해당 데이터를 바탕으로 설정된 작업을 수행. 은닉층 : 은닉층의 뉴런은 사람 눈에 보이지 않는다. 위 그림은 가중치를 갖는 층이 2개이므로 '2층 신경망'이라고 부른다. 보통 은닉층이 1개 일때 '얕은 신경망'이라고 하며, ..

퍼셉트론

1. 퍼셉트론의 정의 인공 뉴론, 단순 퍼셉트론, 인공 신경망의 한 종류 1943년 미국 신경외과 의사인 워렌 맥컬록에 의해서 발단이 되었고 1957년 프랑크 로젠 블라트가 퍼셉트론 알고리즘을 고안했다. 인간의 뇌의 동작을 전기 신호 on/off로 흉내닐수 있다는 이론을 증명했다. 인간의 신경세포 하나를 흉내냈다. 다수의 신호를 입력받아 하나의 신호를 출력한다. 가장 간단한 형태의 피드포워드 네트워크 2. 퍼셉트론의 구조와 식 2-1 퍼셉트론의 구조 2-2 퍼셉트론의 식 2-3 퍼셉트론 구조와 식 설명 x1, x2 입력 신호 w1, w2 가중치, weight - 각 신호가 결과에 주는 영향력을 조절하는 요소 - 가중치가 클수록 해당 신호가 그만큼 더 중요하다는 뜻 θ 임계값, -b b 편향, bias, ..

뇌과학 - 뇌의 구조와 기능

1. 뇌의 분화 1-1 좌반구 (좌뇌) 언어기능 2-2 우반구 (우뇌) 공간인식 좌뇌와 우뇌는 뇌량(뇌들보)로 연결됨 1. 대뇌 좌우 두 개의 반구로 나뉘며 주름이 많아 표면적이 넓다. 감각과 수의 운동의 중추 고등 정신 활동의 중추 : 기억, 상상, 언어, 추리, 판단 등 대뇌의 기능은 대부분 겉질에서 담당하고 있다. 겉질은 신경 세포체가 모여 회색을 띠고 있어 회색질이라고 한다. 속질은 축삭돌기로 이루어져 백색을 띠고 있어 백색질이라고 한다. 기능의 순서 : 감각령 -> 연합령 -> 운동령 감각령 : 감각기로부터 오는 정보를 받아들인다. 연합령 : 감각령의 정보를 받아 이를 종합, 분석하여 운동령에 명령을 내린다. 운동령 : 연합령의 명령을 받아 수의 운동을 조절한다. 1-1 대뇌 겉질의 구분 위치에..

인공지능/의료 2020.04.12

소셜 데이터 마이닝 분석

1. 주요 분석 내용 설정 1) 분석 주제 분석 주제 설정을 통해 구체적으로 어떤 사회현상과 그 세부 내용을 다룰 것인지 정한다. 이 과정에서 연구자는 분석의 효율성과 타당성을 먼저 살펴보아야 한다. 인적, 물적 자원의 투입 대비 효율 측면에서 기존의 방법론에 비해 이점이 없다면 분석주제를 다시 고려해보아야 한다. 소셜 미디어의 '전수'데이터를 활용한다는 가정하에 적절한 분석 방법인지 따져봐야 한다. 2) 분석 방법 소셜 미디어 데이터를 분석할 수 있는 방법론 : ①미디어 내용 분석, ②이용자 반응·효과 분석, ③이용자 혹은 미디어 기업 간 관계 분석 등 각각의 분석 방법은 분석 주제에 따라 설정하는데, 이때 분석을 수행하기 위해 필요한 변인의 종류나 규모, 세부 통계 방법 등도 구체화해야 한다. ① 미..

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