机器学习中说的正向传递和反向传递是什么意思

在机器学习,尤其是深度学习领域,​正向传递(Forward Pass)​反向传递(Backward Pass)​ 是神经网络训练过程中的两个核心步骤。它们共同构成了训练神经网络的基础框架,通常与梯度下降算法结合使用。

1. ​正向传递(Forward Pass)​

正向传递是指输入数据通过神经网络的前向传播过程,从输入层经过隐藏层最终到达输出层,计算网络的预测结果。具体步骤如下:

  • 输入数据:将训练数据(例如图像、文本等)输入到神经网络的第一层(输入层)。
  • 逐层计算:数据通过每一层的神经元,经过加权求和和激活函数的处理,逐层传递。
  • 输出结果:最终在输出层得到网络的预测值(例如分类标签、回归值等)。
  • 计算损失:将网络的预测值与真实标签进行比较,使用损失函数(如均方误差、交叉熵等)计算误差。

正向传递的目的是计算网络的输出和损失,这是后续反向传递的基础。

2. ​反向传递(Backward Pass / Backpropagation)​

反向传递是指通过反向传播算法计算损失函数对网络参数的梯度,以便更新网络参数。具体步骤如下:

  • 计算梯度:从输出层开始,逐层计算损失函数对每一层参数的偏导数(梯度)。这涉及到链式法则的应用。
  • 反向传播梯度:将梯度从输出层传递回输入层,计算每一层的权重和偏置的梯度。
  • 更新参数:使用梯度下降(或其变体,如Adam、RMSProp等)根据计算出的梯度更新网络的参数(权重和偏置)。

反向传递的目的是优化网络参数,使得损失函数最小化,从而提高网络的预测性能。

3. ​正向传递和反向传递的关系

  • 正向传递是计算网络的输出和损失,为反向传递提供基础。
  • 反向传递是计算梯度并更新参数,以优化网络性能。
  • 两者交替进行:在训练过程中,每一轮迭代(epoch)通常包括一次正向传递和一次反向传递。

4. ​简单示例

假设有一个简单的神经网络,输入为 x,输出为 y,损失函数为 L。

  • 正向传递

    1. 计算网络输出:y=f(x;θ),其中 θ 是网络参数。
    2. 计算损失:L=loss(y,ytrue)。
  • 反向传递

    1. 计算损失对参数的梯度:∂θ∂L。
    2. 更新参数:θ=θ−η⋅∂θ∂L,其中 η 是学习率。

总结

  • 正向传递:数据从输入到输出,计算预测值和损失。
  • 反向传递 :从损失反向传播梯度,更新网络参数。
    两者共同构成了神经网络训练的核心过程。
相关推荐
拓端研究室13 小时前
专题:2025AI产业全景洞察报告:企业应用、技术突破与市场机遇|附920+份报告PDF、数据、可视化模板汇总下载
大数据·人工智能·pdf
lumi.14 小时前
Vue + Element Plus 实现AI文档解析与问答功能(含详细注释+核心逻辑解析)
前端·javascript·vue.js·人工智能
m0_6501082415 小时前
InstructBLIP:面向通用视觉语言模型的指令微调技术解析
论文阅读·人工智能·q-former·指令微调的视觉语言大模型·零样本跨任务泛化·通用视觉语言模型
金融小师妹16 小时前
基于NLP语义解析的联储政策信号:强化学习框架下的12月降息概率回升动态建模
大数据·人工智能·深度学习·1024程序员节
AKAMAI17 小时前
提升 EdgeWorker 可观测性:使用 DataStream 设置日志功能
人工智能·云计算
银空飞羽18 小时前
让Trae CN SOLO自主发挥,看看能做出一个什么样的项目
前端·人工智能·trae
cg501718 小时前
基于 Bert 基本模型进行 Fine-tuned
人工智能·深度学习·bert
Dev7z18 小时前
基于Matlab图像处理的EAN条码自动识别系统设计与实现
图像处理·人工智能
Curvatureflight19 小时前
GPT-4o Realtime 之后:全双工语音大模型如何改变下一代人机交互?
人工智能·语言模型·架构·人机交互
6***x54519 小时前
C在机器学习中的ML.NET应用
人工智能·机器学习