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基础神经网络由什么组成

发布时间: 2024-11-26 13:55:41

⑴ 神经网络复习笔记

神经网络(ANN)是深度学习的基础,随着计算机计算能力的增强和大数据的获取,神经网络的重要性日益显着。神经网络主要由输入层、隐藏层和输出层组成,每一层包含多个节点,通过节点之间的连接和权重进行信息的传递。

在神经网络中,使用符号表示数据和参数,如d表示特征数,m表示样本数。每个样本x是一个d维向量,y是一个实数(标签值)。参数w对应特征,整个参数矩阵W是一个d维列向量。b表示常数项(偏置项)。

神经网络的训练过程是通过梯度下降法对参数w和b进行估计,以获得预测函数,用于估计y。在logistic回归中,输出y是通过sigmoid函数转换得到的,而在神经网络中,输出层使用sigmoid函数,而隐藏层使用修正线性单元(ReLU)等激活函数。

神经网络相比logistic回归主要增加了隐层,使得网络能够处理非线性分类问题。网络的层数、节点数和激活函数的选择对网络性能有重要影响。通常使用反向传播算法(Back-Propagation)来计算梯度,以优化参数。

神经网络模型具有灵活性高、可以处理冗余特征等优点,但对噪声敏感、参数多、存在局部极小值问题,以及计算速度相对较慢。在实际应用中,需要通过交叉验证、正则化等技术来避免过拟合问题。

学习神经网络时,可以参考相关课程和书籍,如优达学城的机器学习课程、网易云课堂的Python数据分析与机器学习实战、吴恩达的机器学习课程、周志华的《机器学习》、李航的《统计学习方法》以及图领版的《数据挖掘导论》等。

⑵ 什么是神经网络

深度学习是机器学习的一种,以深度计算为特征。神经网络因其强大与可扩展性,成为深度学习的标准模型。本文带你了解神经网络。

神经网络的基础是神经元,由神经元组成复杂连接,每个神经元执行简单线性计算。神经元接收参数x,权重w决定参数x对神经元的影响程度,偏置b允许神经元独立调整输出。神经元最终输出值y,由所有接收到值的求和计算得到。通过组合神经元形成神经网络层,每个层执行相对简单的转换。神经元数量巨大,实现复杂数据转换。

神经网络通过引入激活函数将线性单元转换为非线性单元。激活函数如ReLU,通过计算输入值,将线性单元转换为非线性,实现更复杂的数据拟合。堆叠层通过多层转换,实现更复杂的转换,最终计算结果。

神经网络训练通过随机梯度下降算法,不断调整各因子权重,最小化损失,提升预测准确率。损失函数衡量模型预测值与真实值之间的差距。优化器指导权重调整以最小化损失。学习率和批量大小影响训练过程。

过拟合与欠拟合是神经网络训练中常见的问题。过拟合意味着模型过于关注噪声,欠拟合意味着模型学习不足。通过调整模型容量、使用提前停止策略,可以解决这些问题。Dropout层随机丢弃部分输入单元,防止学习噪声;批量归一化层确保数据在共同尺度上,优化训练过程。

神经网络在二元分类任务中,通过准确率和交叉熵衡量性能。准确率衡量正确预测数量与总预测数量的比例,交叉熵衡量概率分布之间的距离。Sigmoid激活函数将密集层输出转化为概率,用于分类预测。

神经网络由基础单元到复杂层构建,通过优化调整实现高效数据转换。理解神经网络的工作机制与优化策略,对于掌握深度学习至关重要。本文仅作为入门参考,更多知识体系有待进一步学习与探索。