神经网络基础-神经网络补充概念-27-深层网络中的前向传播

概念

深层神经网络中的前向传播是指从输入数据开始,逐层计算每个神经元的输出值,直到得到最终的预测值。

一般步骤

1输入数据传递:

将输入数据传递给网络的输入层。输入数据通常是一个特征矩阵,每一列代表一个样本,每一行代表一个特征。

2加权求和和激活函数:

对于每个隐藏层,进行以下步骤:

3计算加权输入,即将输入数据与权重矩阵相乘并加上偏置向量。

将加权输入传递给激活函数,得到该隐藏层的激活值(输出)。常用的激活函数包括Sigmoid、ReLU、Tanh等。

4传递至下一层:

将当前隐藏层的输出作为下一隐藏层的输入,重复步骤 2,直到到达输出层。输出层的输出即为网络的预测值。

5返回预测值和缓存:

返回预测值(输出层的输出)以及在计算过程中保存的缓存(各层的加权输入和激活值),这些缓存在反向传播中会用到。

代码实现

python 复制代码
import numpy as np

# Sigmoid 激活函数
def sigmoid(x):
    return 1 / (1 + np.exp(-x))

# 初始化参数
def initialize_parameters(layer_dims):
    parameters = {}
    L = len(layer_dims)  # 网络层数

    for l in range(1, L):
        parameters['W' + str(l)] = np.random.randn(layer_dims[l], layer_dims[l - 1]) * 0.01
        parameters['b' + str(l)] = np.zeros((layer_dims[l], 1))

    return parameters

# 前向传播
def forward_propagation(X, parameters):
    caches = []
    A = X
    L = len(parameters) // 2  # 网络层数

    for l in range(1, L):
        Z = np.dot(parameters['W' + str(l)], A) + parameters['b' + str(l)]
        A = sigmoid(Z)
        caches.append((Z, A))

    Z = np.dot(parameters['W' + str(L)], A) + parameters['b' + str(L)]
    AL = sigmoid(Z)
    caches.append((Z, AL))

    return AL, caches

# 示例数据
X = np.random.randn(3, 10)  # 3个特征,10个样本
layer_dims = [3, 4, 5, 1]  # 输入层维度、各隐藏层维度、输出层维度
parameters = initialize_parameters(layer_dims)

# 前向传播
AL, caches = forward_propagation(X, parameters)

# 打印预测值
print("预测值:", AL)
相关推荐
高洁013 分钟前
大模型检索增强生成(RAG)的技术原理与架构设计
人工智能·深度学习·机器学习·django·迁移学习
数聚天成DeepSData5 分钟前
两份名录里的同名机构,主键该怎么合并
人工智能·深度学习·机器学习·数据集·deepsdata
海宇数据7 分钟前
零信任架构实战:基于海宇双人婚姻评估查询构建自动化配偶签约一致性审查网关
人工智能·ai·工具分享
悟天特斯8 分钟前
安防一体化:从“各管各的“到“全局联动“
java·大数据·网络·人工智能·物联网
l1t13 分钟前
DeepSeek总结的AI 智能体应该用哪种语言搜索其记忆:SQL 还是 SPARQL?
数据库·人工智能·sql
霸道流氓气质22 分钟前
AI 翻译插件:翻译记忆级联复用、术语混合检索与结构化质量门禁的 Vue3 + Spring AI 生产级实战
java·人工智能·spring
克莱斯勒ya24 分钟前
机器人官网及机器人相关设计学习视频下载
人工智能
yangmu320331 分钟前
把 AI 智能体接入 PLC 程序:从“能跑”到“敢用”的实战教程
人工智能
甲维斯31 分钟前
冷知识:国模又慢又贵,洋模又快又便宜!
人工智能
AI模型调用笔记33 分钟前
Copilot Fusion:用 Python 跑通模型级联
人工智能·驱动开发·语言模型·copilot