深度学习入门(第二天)——走进深度学习的世界 神经网络模型

反向传播计算方法

简单的例子:

如何让 f 值更小,就是改变x、y、z,而损失函数也是这样,那么我们分别求偏导,则能得出每个值对结果的影响

链式法则

  • 梯度是一步一步传的

复杂的例子:

神经网络整体架构

类生物神经元

左半边是生物学上的神经元,右半边是数学上的"神经元",可以说是非常像。

整体架构

  • input layer输入层:比如输入X,有多少个x即有多少个input,比如前面的猫有3千多像素点,那么就有3千多个"圈"进行input。

  • hidden layer 1:指将X做了某些变换,且每个圈与前者的全部圈都连接,即是全连接,为什么多了1个圈,是表示可能会在原始特征的基础上做变换,变成4个特征。具体如:假设X输入的是年龄,第一圈表示对年龄做平方,第二个圈表示将年龄与其它值相加相乘等等。

  • W1:input是3个,hidden layer 1是4个,那么夹在中间的W1就是3,4的权重矩阵。

  • hidden layer 2:指在1的基础上再进行变换,防止如果hidden layer 1的效果不好,那么加多一层,进行再加工。

  • W2:hidden layer 1是4个,hidden layer 2是4个,那么夹在中间的W2就是4,4的权重矩阵。

  • output layer:输出结果。

  • W3:hidden layer 2是4个,output layer 2是1个,那么夹在中间的W3就是4,1的权重矩阵。

整体大致公式:

  • 基本架构:

  • 继续堆叠一层:

  • 神经网络的强大之处在于,用更多的参数来拟合复杂的数据

神经元个数对结果的影响

ConvNetJS demo: Classify toy 2D data

越多的神经元个数,切分的越明显

如1个神经元:

目的是区分绿色和红色的点,当只有1个神经元时,可以明显看到类似一刀切。

如10个神经元:

可以看到已经切分的非常明显了

另外:在机器学习中,如果数据是完全随机的情况,模型是无法分辨的,但神经网络可以。如下图

这就是神经网络的强大之处,越多神经元区分的越明显,不过也可能存在过拟合,因为太强大了。

正则化与激活函数
  • 惩罚力度对结果的影响:

惩罚力度过小(左图),导致的结果是过拟合,有几个红色点明明应该更靠近绿色也被评定为红色。这些一般是训练集的情况,有标签能学到,但是在测试集可能就是灾难了。随着lambda的增大,切分的会相对平滑。

  • 参数个数对结果的影响:

同样,神经元个数越多,也越容易过拟合

  • 激活函数

做非线性变换,如Sigmoid、Relu、Tanh等

激活函数对比

  • Sigmoid:

    其缺点是,靠两边的线过于平缓,无法计算梯度或者约等于0,那么值就不会进行更新或者前向传播,而我们恰恰需要传播来更新我们的W值(前面讲到)

  • Relu:

    市面上绝大多数神经网络用的激活函数,这个是绝对会有梯度,不会出现梯度消失。

神经网络过拟合解决方法
  • 不同的预处理结果会使模型的结果发生很大的差异:

    如常见的标准化

  • 参数初始化:通常使用随机策略进行参数初始化

  • DROP-OUT:在神经网络训练过程中,随机去掉部分神经元,以减少神经元的个数,并不是简单的去掉部分,而且每次训练都随机去掉部分。

    这样保证每次训练的神经网络都相对简单,每次训练可以DROP-OUT一部分神经元

相关推荐
EterNity_TiMe_1 分钟前
别让告警变成噪音:用Prometheus和Alertmanager搭一套可远程查看的监控系统
数据库·人工智能·ai·postgresql·prometheus·cpolar
世界很奇妙塔23 分钟前
大模型轻量化技术攻坚:从千亿参数到端侧部署,重构AI落地底层路径
人工智能·重构
z小猫不吃鱼24 分钟前
模型剪枝经典论文精读:Rethinking the Value of Network Pruning
人工智能·深度学习·计算机视觉
京东云开发者27 分钟前
把业务流程沉淀成高质量 Skill 的实践路径
深度学习·产品·运营
阿尔泰科技官方31 分钟前
阿尔泰科技——NVH/振动/声学测试专用解决方案
人工智能·信号采集·仪器仪表·数据采集卡·采样率
2601_9516599944 分钟前
4.19华为OD机试真题 新系统 - WIFI设备网络规划 (JavaPyCC++JsGo)
深度学习·yolo·计算机视觉·yolo11·yolo26
147API1 小时前
Claude global workspace 研究给智能体测试提了一个醒
人工智能·算法·机器学习
闲猫1 小时前
深入理解 Skills:从 API 调用到智能体行为封装
人工智能·python·langchain
葫三生1 小时前
《论三生原理》与模糊数学的关联、异同、互补关系?
人工智能·科技·算法·机器学习·开源
刘一说1 小时前
AI科技热点日报 | 2026年7月7日
人工智能·科技