Introduction au Data Mining
CoursOutils transverses

Les réseaux de neurones

Historique et généralités

Le neurone formel a été définit par Mc Culloch et Pitts en 1943. Le premier réseau de neurone date de 1958, c'est le perceptron de Rosenblatt.

Les réseaux de neurones ont connus leur essor dans les années 80 et sont largement utilisés en milieu industriel depuis les années 90.

Le réseau de neurones

Le neurone formel

Il s'agit d'un neurone binaire, c'est-à-dire dont la sortie vaut 0 ou 1. Pour calculer cette sortie, le neurone effectue une somme pondérée de ses entrées (qui, en tant que sorties d'autres neurones formels, valent aussi 0 ou 1) puis applique une fonction d'activation à seuil : si la somme pondérée dépasse une certaine valeur, la sortie du neurone est 1, sinon elle vaut 0 (cf les sections suivantes).

Neurone
Neurone
Structure

Un réseau de neurones est un ensemble de neurones formels connectés entre eux (par des synapses). Chaque variable en entrée correspond à un neurone : c'est la couche d'entrée ainsi que chaque variable à expliquer  : c'est la couche de sortie. Entre ces deux couches, il peut éventuellement y avoir d'autres couches dites cachées.

Réseau de neurone simplifié
Réseau de neurone simplifié

Un réseau de neurone particulier est caractérisé par :

  • la définition des neurones formels le constituant (type de fonction de combinaison ou d'activation)

  • sa structure (couches cachées ou non), nombre de connexions

  • son mode d'apprentissage (utilise plusieurs fois les données ou non par exemple)

  • son mode : supervisé (modèle prédictif) ou non supervisé (modèle descriptif)

Réseau de neurone à rétro-propagation
Réseau de neurone à rétro-propagation
Dimensionnement

Choisir le dimensionnement d'un réseau de neurones peut s'avérer complexe.

Quelques règles empiriques :

  • Réseau à rétro-propagation : au moins 5 à 10 individus pour ajuster chaque poids

  • En général : une couche cachée pour un réseau RBF, deux maximum pour un perceptron multicouches

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