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
Zzj_tju1 小时前
Embodied Agent 小环境:用状态日志解释成功、绕路与超时
人工智能·深度学习·机器学习·自然语言处理
地平线开发者1 小时前
模型部署|征程6 量化路线怎么选:PTQ 还是 QAT?
神经网络·算法·机器学习
是翎2 小时前
图解大语言模型部署
人工智能·驱动开发·深度学习·开源协议·imagen
CIO_Alliance2 小时前
AI微调系列(2)| QLoRA:一张卡微调700亿参数,显存是怎么省下来的
大数据·人工智能·深度学习·ai·企业ai转型·企业cio联盟
Zentceh3 小时前
AI-ISP vs 传统ISP全面对比
人工智能·深度学习·计算机视觉·车载系统·transformer·无人机·智能硬件
魔镜er3 小时前
11-循环神经网络
人工智能·pytorch·python·深度学习·神经网络
恒知学术3 小时前
文献检索结果太杂怎么办?用摘要、DOI 和作者机构把结果筛干净
机器学习·参考文献·谷歌学术·sci论文·免费论文检索工具
宁渡AI大模型3 小时前
河南宁渡科技有限公司|宁渡课堂 AI 全栈面试分享,AI 应用开发高频考点汇总
java·c++·人工智能·python·深度学习·神经网络·rag
Q26433650233 小时前
【有源码】基于文本挖掘的消费者金融投诉主题发现与风险预警研究,基于Python的CFPB消费者投诉数据可视化分析系统
大数据·hadoop·机器学习·数据挖掘·spark·毕业设计·课程设计