神经网络知识讨论

  • AI 核心任务与数据类型
    • 特征提取核心:AI 的核心是从原始输入数据中提取特征,CV 是将图像数据转换为计算机可识别的特征,NLP 是将文本数据转换为特征,数据挖掘是将结构化数据转换为特征。
    • 数据类型特点:图像数据在计算机眼中是矩阵,每个值是像素点,可直接计算;文本数据如字符串,较难直接处理成矩阵。
  • 神经网络基础概念
    • 映射概念:映射可看作 y = wx + b 的方程,w 和 b 组成映射方程。通过权重参数对输入数据进行组合变换,将原始数据投影到特征空间,得到新特征,目的是让数据更好被认识和识别。
    • 输入与权重矩阵:以图像数据为例,输入数据可拉成向量,如 32×32×3 的图像有 3072 个像素点。权重参数与特征一一对应,做矩阵乘法,横向量乘列向量得一个值,在分类任务中,该值代表数据属于各个类别的概率。
    • 偏置参数:偏置用于对结果做微调,偏置个数与输出结果个数相同,如 10 分类任务就有 10 个偏置。
    • 权重初始化:权重一开始是随机初始化的,后续根据预测结果与真实标签的一致性进行更新。
  • 损失计算方法
    • 回归任务损失:回归任务预测一个值,通过计算预测值与真实值的差异来衡量损失,如计算错误类别和真实类别得分的差值,差值越大损失越大。
    • 分类任务损失:分类任务要得到数据属于各个类别的概率,二分类使用 ZMOD 函数将输入值映射到 0 - 1 之间,大于 0.5 为正例,小于 0.5 为负例;多分类通过 Softmax 函数,先将得分值进行 e 的幂运算放大差异,再进行归一化得到概率值,最后用对数计算损失,只考虑正确类别的概率,概率越高损失越小。
  • 权重更新方法
    • 梯度下降原理:神经网络由前向传播和反向传播组成。前向传播通过输入数据和权重参数得到预测值,计算损失;反向传播通过求梯度找到权重更新方向,梯度是损失对权重参数的偏导数,沿梯度反方向更新权重可使损失变小。
    • 学习率:学习率控制每次更新的步长,一般较小且适中,学习率有 warm up 阶段,先缓慢上升到基础学习率,再进行衰减。
    • 批量处理:有随机梯度下降、批量梯度下降和小批量梯度下降。随机梯度下降用一个样本更新,速度快但结果可能不稳定;批量梯度下降用所有样本求平均,结果稳定但计算量大;小批量梯度下降用一批样本,batch 越大越好,可使求平均更准确。
    • 动量概念:引入动量(惯性),考虑前一步的梯度方向,通过求合力方向更新权重,可使模型更新更快,多数模型都会引入。
  • 网络结构与特征提取
    • 特征提取本质:神经网络通过权重参数对输入数据进行线性组合,将原始数据转换为新特征,权重参数越多,可得到的特征个数越多。
    • 深度学习不可解释性:深度学习得到的特征难以解释其具体含义。
    • 网络结构示例:输入数据通过多组权重和偏置参数得到中间特征和最终预测结果,如输入 1×3 矩阵,通过 3×4 矩阵的 W1 和 4 个偏置 B1 得到 1×4 的中间特征,再经过 4×4 矩阵的 W2 和 4 个偏置 B2,最后通过 4×1 矩阵的 W3 和 1 个偏置 B3 得到预测值。
  • 网络效果与优化
    • 神经元个数影响:神经元个数越多,可切分数据集的 "刀数" 越多,能更好地对数据进行分类,但可能出现过拟合问题。
    • 过拟合问题:模型为了识别离群点开辟过大区域,导致测试时预测错误,数据预处理很重要,数据质量和数量都会影响模型效果。
    • 非线性变换:神经网络的线性变换只能解决线性问题,通过引入激活函数(如 SoftReLU)进行非线性变换,可使模型解决非线性问题。SoftReLU 函数小于 0 时 y = 0,大于 0 时 y = x,能去除不好的特征。
相关推荐
comedate1 分钟前
[OpenClaw] GLM 5 关于电影 - 人工智能 - 的思考
人工智能·电影评价
财迅通Ai3 分钟前
6000万吨产能承压 卫星化学迎来战略窗口期
大数据·人工智能·物联网·卫星化学
liliangcsdn3 分钟前
Agent Memory智能体记忆系统的示例分析
数据库·人工智能·全文检索
GISer_Jing8 分钟前
Page-agent MCP结构
前端·人工智能
往事如yan11 分钟前
从AI增强到AI原生(AI-Native):一份可落地的架构与反例指南
人工智能·ai-native
做个文艺程序员19 分钟前
私有 LLM 多机多卡分布式推理:Pipeline Parallel vs Tensor Parallel 踩坑全记录
人工智能·分布式
塔中妖26 分钟前
蓝耘 MaaS 平台接入 Grok CLI 完整配置指南
人工智能
好运的阿财36 分钟前
process 工具与子agent管理机制详解
网络·人工智能·python·程序人生·ai编程
龙文浩_38 分钟前
AI中NLP的文本张量表示方法在自然语言处理中的演进与应用
人工智能·pytorch·深度学习·神经网络·自然语言处理
砍材农夫39 分钟前
spring-ai 第六模型介绍-聊天模型
java·人工智能·spring