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
iowin888几秒前
在 MCU 上跑 AI:端侧语音识别的极限压缩
人工智能·单片机·边缘计算·语音识别
AI天行健2 分钟前
企业商用 AI 视觉平台测评|品牌图一致性、模型训练、团队协作评测
人工智能
haluhalu.8 分钟前
Agent = LLM + 上下文 + 工具(含观察 / 动作空间、ReAct 循环)
前端·javascript·人工智能·python·react.js·机器学习·个人开发
知了一笑13 分钟前
AI卷王们,从窄路走向宽阔?
人工智能·程序人生·ai
杜子不疼.18 分钟前
我给 Claude Code 写了个 MCP Server,让它自己上蓝耘挑模型干活
人工智能·ai·机器人
YOLO数据集集合2 小时前
小麦穗检测数据集 | 小麦穗检测 植物表型 密集目标检测 农业AI9182期
人工智能·yolo·目标检测·机器学习·目标跟踪·小麦穗
Keep_Trying_Go2 小时前
MobileSAMv2分割算法详解
图像处理·人工智能·计算机视觉
java资料站8 小时前
十一、Spring AI Alibaba · 高级 · 多智能体(Multi-agent)
人工智能·spring·microsoft
2601_955662468 小时前
情感解说视频如何提升感染力?配音细节很关键
人工智能·音视频·语音识别·视频