**反向传播算法**在多层神经网络训练中至关重要,它包括**前向传播**、**计算损失**、**反向传播误差**和**权重更新**。

简介: 【6月更文挑战第28天】**反向传播算法**在多层神经网络训练中至关重要,它包括**前向传播**、**计算损失**、**反向传播误差**和**权重更新**。数据从输入层流经隐藏层到输出层,计算预测值。接着,比较预测与真实值计算损失。然后,从输出层开始,利用链式法则反向计算误差和梯度,更新权重以减小损失。此过程迭代进行,直到损失收敛或达到训练次数,优化模型性能。反向传播实现了自动微分,使模型能适应训练数据并泛化到新数据。

反向传播算法(Backpropagation Algorithm)是训练人工神经网络中最为广泛使用的算法之一,特别是在多层前馈神经网络中。以下是反向传播算法的基本工作原理:

  1. 前向传播(Feedforward)阶段

    • 输入数据首先通过网络的输入层进入,经过一系列的隐藏层(如果有),最后到达输出层。
    • 在每个神经元上,都会执行一个线性组合(加权求和),加上一个偏置项,然后通过一个激活函数(如Sigmoid、ReLU等)产生输出。这个过程沿着神经网络从前向后逐层进行,形成网络的预测输出。
  2. 计算损失(Loss Computation)

    • 将模型的实际输出与真实的期望输出(标记值)进行比较,计算损失函数的值,例如均方误差(MSE)用于回归任务,交叉熵损失用于分类任务。
  3. 反向传播(Backward Propagation)阶段

    • 误差计算:从输出层开始,计算实际输出与目标输出之间的误差(也称为残差)。误差信号通常表示为损失函数相对于输出神经元激活值的偏导数。
    • 梯度计算:利用链式法则(Chain Rule)将误差反向传播到网络中的每一层。对于每一个权重和偏置项,我们计算损失函数对该权重或偏置的梯度,这是损失函数关于该参数的局部变化率。
    • 权重更新:一旦获得了所有权重和偏置的梯度,就可以使用优化算法(如梯度下降法)来更新这些参数。通常,我们会按照梯度的负方向调整权重,以减小损失函数的值,从而使模型在下一次迭代时更接近最优解。
  4. 迭代过程

    • 反复进行以上步骤,即每次通过前向传播计算预测结果,再通过反向传播计算梯度并更新参数,直到损失函数收敛到一定程度,或者达到预定的训练轮数。

简而言之,反向传播算法的核心是通过遍历网络从后往前逐层计算梯度,然后使用这些梯度信息调整网络的权重和偏置,以逐步优化模型的性能。这个过程是自动微分在神经网络训练中的应用,它让模型能够自我调整,以期拟合训练数据,并在新的未知数据上具备良好的泛化能力。

目录
相关文章
|
1月前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
目标检测实战(一):CIFAR10结合神经网络加载、训练、测试完整步骤
这篇文章介绍了如何使用PyTorch框架,结合CIFAR-10数据集,通过定义神经网络、损失函数和优化器,进行模型的训练和测试。
95 2
目标检测实战(一):CIFAR10结合神经网络加载、训练、测试完整步骤
|
2月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
深度学习入门:理解神经网络与反向传播算法
【9月更文挑战第20天】本文将深入浅出地介绍深度学习中的基石—神经网络,以及背后的魔法—反向传播算法。我们将通过直观的例子和简单的数学公式,带你领略这一技术的魅力。无论你是编程新手,还是有一定基础的开发者,这篇文章都将为你打开深度学习的大门,让你对神经网络的工作原理有一个清晰的认识。
|
1月前
|
存储 分布式计算 算法
大数据-106 Spark Graph X 计算学习 案例:1图的基本计算、2连通图算法、3寻找相同的用户
大数据-106 Spark Graph X 计算学习 案例:1图的基本计算、2连通图算法、3寻找相同的用户
60 0
|
1月前
|
存储 机器学习/深度学习 算法
蓝桥杯练习题(三):Python组之算法训练提高综合五十题
蓝桥杯Python编程练习题的集合,涵盖了从基础到提高的多个算法题目及其解答。
60 3
蓝桥杯练习题(三):Python组之算法训练提高综合五十题
|
19天前
|
分布式计算 Java 开发工具
阿里云MaxCompute-XGBoost on Spark 极限梯度提升算法的分布式训练与模型持久化oss的实现与代码浅析
本文介绍了XGBoost在MaxCompute+OSS架构下模型持久化遇到的问题及其解决方案。首先简要介绍了XGBoost的特点和应用场景,随后详细描述了客户在将XGBoost on Spark任务从HDFS迁移到OSS时遇到的异常情况。通过分析异常堆栈和源代码,发现使用的`nativeBooster.saveModel`方法不支持OSS路径,而使用`write.overwrite().save`方法则能成功保存模型。最后提供了完整的Scala代码示例、Maven配置和提交命令,帮助用户顺利迁移模型存储路径。
|
1月前
|
机器学习/深度学习 算法 决策智能
【机器学习】揭秘深度学习优化算法:加速训练与提升性能
【机器学习】揭秘深度学习优化算法:加速训练与提升性能
|
1月前
|
JSON 算法 数据可视化
测试专项笔记(一): 通过算法能力接口返回的检测结果完成相关指标的计算(目标检测)
这篇文章是关于如何通过算法接口返回的目标检测结果来计算性能指标的笔记。它涵盖了任务描述、指标分析(包括TP、FP、FN、TN、精准率和召回率),接口处理,数据集处理,以及如何使用实用工具进行文件操作和数据可视化。文章还提供了一些Python代码示例,用于处理图像文件、转换数据格式以及计算目标检测的性能指标。
59 0
测试专项笔记(一): 通过算法能力接口返回的检测结果完成相关指标的计算(目标检测)
|
1月前
|
算法 Java C++
【贪心算法】算法训练 ALGO-1003 礼物(C/C++)
【贪心算法】算法训练 ALGO-1003 礼物(C/C++)
【贪心算法】算法训练 ALGO-1003 礼物(C/C++)
|
1月前
|
机器学习/深度学习 数据可视化 Linux
Seaborn可视化学习笔记(一):可视化神经网络权重分布情况
这篇文章是关于如何使用Seaborn库来可视化神经网络权重分布的教程,包括函数信息、测试代码和实际应用示例。
41 0
|
2月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
深度学习还不如浅层网络?RL教父Sutton持续反向传播算法登Nature
【9月更文挑战第24天】近年来,深度学习在人工智能领域取得巨大成功,但在连续学习任务中面临“损失可塑性”问题,尤其在深度强化学习中更为突出。加拿大阿尔伯塔大学的研究人员提出了一种名为“持续反向传播”的算法,通过选择性地重新初始化网络中的低效用单元,保持模型的可塑性。该算法通过评估每个连接和权重的贡献效用来决定是否重新初始化隐藏单元,并引入成熟度阈值保护新单元。实验表明,该算法能显著提升连续学习任务的表现,尤其在深度强化学习领域效果明显。然而,算法也存在计算复杂性和成熟度阈值设置等问题。
62 2