zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 【转】通俗理解神经网络BP传播算法---写的简单易懂,收藏起来---终于明白,我之前BP不懂的地方是因为我不懂链式求导!!

    通俗理解神经网络BP传播算法

    通俗理解神经网络BP传播算法

     

    在学习深度学习相关知识,无疑都是从神经网络开始入手,在神经网络对参数的学习算法bp算法,接触了很多次,每一次查找资料学习,都有着似懂非懂的感觉,这次趁着思路比较清楚,也为了能够让一些像我一样疲于各种查找资料,却依然懵懵懂懂的孩子们理解,参考了梁斌老师的博客BP算法浅谈(Error Back-propagation)(为了验证梁老师的结果和自己是否正确,自己python实现的初始数据和梁老师定义为一样!),进行了梳理和python代码实现,一步一步的帮助大家理解bp算法!

    为了方便起见,这里我定义了三层网络,输入层(第0层),隐藏层(第1层),输出层(第二层)。并且每个结点没有偏置(有偏置原理完全一样),激活函数为sigmod函数(不同的激活函数,求导不同),符号说明如下:

    对应网络如下:

    其中对应的矩阵表示如下:

    首先我们先走一遍正向传播,公式与相应的数据对应如下:

    那么:

    同理可以得到

    那么最终的损失为

    我们当然是希望这个值越小越好。这也是我们为什么要进行训练,调节参数,使得最终的损失最小。这就用到了我们的反向传播算法,实际上反向传播就是梯度下降法中(为什么需要用到梯度下降法,也就是为什么梯度的反方向一定是下降最快的方向,我会再写一篇文章解释,这里假设是对的,关注bp算法)链式法则的使用。

    下面我们看如何反向传播

    根据公式,我们有:

    这个时候我们需要求出C对w的偏导,则根据链式法则有

    上面插入sigmod函数求导公式:

    (在这里我们可以看到不同激活函数求导是不同的,所谓的梯度消失,梯度爆炸如果了解bp算法的原理,也是非常容易理解的!)
    同理有


    到此我们已经算出了最后一层的参数偏导了.我们继续往前面链式推导:

    我们现在还需要求

    下面给出其中的一个推到,其它完全类似

    同理可得到其它几个式子:

    则最终的结果为:

    再按照这个权重参数进行一遍正向传播得出来的Error为0.165

    而这个值比原来的0.19要小,则继续迭代,不断修正权值,使得代价函数越来越小,预测值不断逼近0.5.我迭代了100次的结果,Error为5.92944818e-07(已经很小了,说明预测值与真实值非常接近了),最后的权值为:

    好了,bp过程可能差不多就是这样了,可能此文需要你以前接触过bp算法,只是还有疑惑,一步步推导后,会有较深的理解。

    ---------------------------------------2017年1月29日更新----------------------------------------

    应大量知友要求,给出分享链接

    中文版资料:链接: 密码:e7do

    下面给出我学习bp时候的好的博客

    Backpropagation (里面的插图非常棒,不过好像有点错误,欢迎讨论~)

    A Neural Network in 11 lines of Python (Part 1)(非常赞的博客,每个代码一行一行解释)

    Neural networks and deep learning (很好的深度学习入门书籍,实验室力推!我有中文翻译版,欢迎留言)

    上面实现的python代码如下:

    import numpy as np
    
    def nonlin(x, deriv=False):
    	if (deriv == True):
    	return x * (1 - x) #如果deriv为true,求导数
    	return 1 / (1 + np.exp(-x))
    
    X = np.array([[0.35],[0.9]]) #输入层
    y = np.array([[0.5]]) #输出值
    
    np.random.seed(1)
    
    W0 = np.array([[0.1,0.8],[0.4,0.6]])
    W1 = np.array([[0.3,0.9]])
    print 'original ',W0,'
    ',W1
    for j in xrange(100):
    	l0 = X #相当于文章中x0
    	l1 = nonlin(np.dot(W0,l0)) #相当于文章中y1
    	l2 = nonlin(np.dot(W1,l1)) #相当于文章中y2
    	l2_error = y - l2
    	Error = 1/2.0*(y-l2)**2
    	print "Error:",Error
    	l2_delta = l2_error * nonlin(l2, deriv=True) #this will backpack
    	#print 'l2_delta=',l2_delta
    	l1_error = l2_delta*W1; #反向传播
    	l1_delta = l1_error * nonlin(l1, deriv=True)
    
    	W1 += l2_delta*l1.T; #修改权值
    	W0 += l0.T.dot(l1_delta)
    	print W0,'
    ',W1
  • 相关阅读:
    Linux各主要发行版的包管理命令对照
    JDK 生成数字证书
    AbatorForEclipse插件使用总结
    [转载]在rhel 6 x86_64 上安装oracle 11g xe
    【转载】PL/SQL配置连接ORACLE
    Archlive新年第一棒: 基于2.6.37稳定内核的archlive20110107
    基于Arch的live系统
    【转】MyEclipse 9.0正式版官网下载(附Win+Llinux激活方法、汉化包)
    Exception in thread main java.lang.NoClassDefFoundError: org/apache/juli/logging/LogFacto
    MyEclipse 8.6插件下载
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cicadachan/p/7084293.html
Copyright © 2011-2022 走看看