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
装不满的克莱因瓶3 小时前
深入理解卷积神经网络(CNN)——从原理到代码实践
人工智能·神经网络·cnn
qingyulee6 小时前
深度学习介绍、pytorch框架
人工智能·深度学习
zhangfeng11337 小时前
超算/曙光DCU集群 昆山站 根目录文件夹逐项释义(HTC调度集群环境、国产DCU算力节点)
人工智能·pytorch·机器学习
weixin_468466858 小时前
液态神经网络新手入门与实战指南
人工智能·深度学习·神经网络·ai·机器视觉·液态神经网络
weixin_468466859 小时前
多鲁棒优化新手实战指南
人工智能·深度学习·机器学习·ai·模型优化
Dxy12393102169 小时前
Python Tensor 向量入门:从零理解深度学习的“数据语言“
开发语言·python·深度学习
计算机安禾10 小时前
【算法分析与设计】第36篇:计算几何基础:凸包问题的分治与扫描线解法
大数据·人工智能·算法·机器学习·剪枝
彬鸿科技10 小时前
bhSDR Studio/Matlab入门指南(十二):AI神经网络训练(Resnet-SE) 实验界面全解析
人工智能·神经网络·matlab·软件无线电·sdr
zhangfeng113310 小时前
如果模型h200训练好的模型 要部署到华为 升腾 950导致的误差怎么处理
人工智能·机器学习