微积分在神经网络中的本质

calculus

在一个神经网络中我们通常将每一层的输出结果表示为: a l a^{l} al

为了方便记录,将神经网络第一层记为:

1 \] \[1\] \[1

对应的计算记录为为:
a l : 第 l 层 a j : 第 j 个神经元 a^{l}:\textcolor{red}{第l层}\\ a_{j}:\textcolor{green}{第j个神经元}\\ al:第l层aj:第j个神经元

代价函数为:

其中y为实际值,

而对于 d C 0 d w {d{C_0}\over dw} dwdC0是求斜率,或者具体的解释是 w \textcolor{green}{w} w的数值变动对 C 0 \textcolor{red}{C_0} C0的影响:

根据链式法则:
具体计算过程:

所以 w \textcolor{green}{w} w的数值变动对 C 0 \textcolor{red}{C_0} C0的影响与:真实值与计算值的偏差、激活函数 σ \sigma σ,上一层的输出值有关

如果理解了上述的内容,其他的代价函数 ∇ C \nabla C ∇C就只是换偏导对象即可:

比如,如果要计算 d C 0 d b {d{C_0}\over db} dbdC0,只需要替换一项即可:

同理,应用在BP中可以计算 w j k L ; 一条线的权值的影响 w^{L}_{jk}\textcolor{red}{;一条线的权值的影响} wjkL;一条线的权值的影响(其中jk分别代表 L − 1 L-1 L−1和 L L L层中的不同点):

也可以计算 a k L − 1 ; 前一层的输出值的影响 a^{L-1}_{k}\textcolor{red}{;前一层的输出值的影响} akL−1;前一层的输出值的影响:

相关推荐
结局无敌5 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-modal-dialog 的鸿蒙化适配指南
深度学习·算法·react native·react.js·harmonyos
在所不辞兄5 小时前
为什么神经网络对对抗扰动和分布偏移往往比较脆弱,而人类感知相对更鲁棒?
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习
szxinmai主板定制专家6 小时前
储能 EMS、微网控制器选型:RK3588、RK3576、RK3568+FPGA 怎么选?多网、多 CAN、EMC 设计权衡
人工智能·深度学习·机器学习·fpga开发·工业网关·rk3576·电力网关
鬼手点金7 小时前
Harness 工程:模型之外的竞争力
服务器·人工智能·深度学习·机器学习·bug
结局无敌7 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-paper 的鸿蒙化适配指南
javascript·人工智能·深度学习·react native·react.js·ecmascript·harmonyos
小姚也要变强7 小时前
机器学习基本概念
人工智能·机器学习
在所不辞兄7 小时前
【神经网络干货】把指数级计算拆成四条一维路径:可分离 PI-DeepONet 如何破解高维 PDE
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习
CV爱数码7 小时前
论文精读|FBPConvNet:先 FBP 再 U-Net,深度学习 CT 重建的起点
人工智能·深度学习·ct·重建
roman_日积跬步-终至千里8 小时前
【数据Agent论文·分析与报告评测|27】ComInsight:原子洞察正确,组合后的结论就可靠吗?
人工智能·算法·机器学习·数据分析
结局无敌8 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-progress-steps 的鸿蒙化适配指南
javascript·人工智能·深度学习·react native·react.js·harmonyos