可视化神经网络黑匣子及其在降维中的应用

由于神经网络很容易实现从输入空间到输出空间的非线性映射,因此,神经网络应用者往往未考虑输入变量和输出变量之间的相关性,直接用神经网络来实现输入变量与输出变量之间的黑箱建模,致使模型中常存在冗余变量,并造成模型可靠性和鲁棒性差。提出一种透明化神经网络黑箱特性的方法,并用它剔除模型中的冗余变量。该方法首先利用神经网络释义图可视化网络;再利用连接权法计算神经网络输入变量的相对贡献率,判断其对输出变量的重要性;最后利用改进的随机化测验对连接权和输入变量贡献率进行显着性检验,修剪模型,并以综合贡献度和相对贡献率均不显着的输入变量的交集为依据,剔除冗余变量,实现NN模型透明化及变量选择。实验结果表明,该方法增加了模型的透明度,选择出了最佳输入变量,剔除了冗余输入变量,提高了模型的可靠性和鲁棒性。因此,该研究为神经网络模型的透明化及变量约简提供了一种新的方法。