[Machine Learning][Part 7]神经网络的基本组成结构

这里我们将探索神经元/单元和层的内部工作原理。特别是,与之前学习的回归/线性模型和逻辑模型进行比较。最后接介绍tensorflow以及如何利用tensorflow来实现这些模型。

神经网络和大脑的神经元工作原理类似,但是比大脑的工作原理要简单的多。大脑中神经元的工作原理如下图:inputs表示上一个神经元传递过来的信号,然后经过当前神经元的处理,当前神经元将处理后的信号传递给下一个神经元,这样基本的信号传递就完成了。

神经网络的结构

machine learning的神经网络结构类似于大脑的神经网络结构,下图中向量x为上一层的输入,包含三个蓝色圆圈的黑色方框是当前的处理层,向量a1为当前层的输出,并且问下一层的输入,向量a2为最终的输出结果。可以看到一个简单的神经网络由输入层 、处理层 、输出层组成,其中处理层中可以包含多个处理的"神经元",处理层也叫做隐藏层。

更复杂的神经网络包含多个处理层,如下图,包含两个处理层:

输入层

输入训练数据的作用

处理层

处理层中包含多个神经元,每一个神经元就是一个处理模型,比如说线性回归模型,逻辑回归模型或者sigmoid激活函数。

比如上面的处理层a1有3个神经元(unit表示神经元),那么layer_1中包含3个unit,并且都是sigmoid激活函数。输出层a2有一个神经元,那么layer_2中unit为1,模型为sigmoid激活函数

那么怎么将各层之间的输入与输出联系起来呢?Sequential会将所有的层按线性连接起来形成module,如下图

这种上一层的输出结果作为下一层的输入,并计算下一层的输出,直到计算到输出层为止,被叫做前向传播(forward)。 前向传播的一般实现为:

python 复制代码
import numpy as np


W = np.array([[1,-3,5]
              [2,4,-6]])
b = np.array([-1,1,2])
a_in = np.arry([-2,4])


def dense(a_in,W,b,g):
    units = W.shape[1]
    a_out = np.zeros(units)
    for j in range(units):
        w= W[:,j]
        z = np.dot(w,a_in) + b[j]
        a_out[j]=g(z)
    return a_out


def sequential(x):
    a1 = dense(x,W[1],b[1])
    a2 = dense(a1, W[2], b[2])
    a3 = dense(a2, W[3], b[1])
    a4 = dense(a3, W[4], b[1])
    f_x = a4
    return f_x
相关推荐
数据技术说3 分钟前
在 KES AI 数据库上搭一条 NL2SQL 链路:语义、召回、权限各放哪
人工智能·sql·代码规范
jay神7 分钟前
基于 YOLOv8 的手势识别系统(Web 版)
前端·人工智能·python·深度学习·yolo·计算机视觉·计算机毕业设计
奶油话梅糖15 分钟前
用 iPhone 扫一间房,AI 帮你在浏览器里 1:1 重建它:Wes Bos 的 scan-to-threejs 工作流
人工智能·ios·iphone
锋行天下1 小时前
LangGraph HITL 实战:从 interrupt 到 useStream 的最小闭环
人工智能
kyriewen1 小时前
AI 能把页面写出来,为什么改个需求就开始崩?
前端·javascript·人工智能
张彦峰ZYF2 小时前
浏览器调试接口的官方化:从 chrome-devtools-mcp 看 Agent 原生工具层的形成
人工智能·chrome·agent·mcp·apache-2.0许可·devtools-mcp·调试闭环
Dawson Zhu2 小时前
Queen Planner深度解析:Agent竞争从模型时代进入系统时代
人工智能·语言模型·架构·aigc·agi
甲维斯2 小时前
GPT6.2Astra也很强啊,国模...!
人工智能
承渊政道3 小时前
Fooocus本地AI绘图教程:Windows部署、低门槛生图与远程访问
人工智能·windows·cpolar·fooocus·生图
熊猫钓鱼>_>3 小时前
普通用户视角的端侧智能体验手记【鸿蒙心迹】
开发语言·人工智能·华为·智能手机·性能优化·ai编程·harmonyos