**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
|
2月前
|
算法 JavaScript 数据安全/隐私保护
基于GA遗传优化的最优阈值计算认知异构网络(CHN)能量检测算法matlab仿真
本内容介绍了一种基于GA遗传优化的阈值计算方法在认知异构网络(CHN)中的应用。通过Matlab2022a实现算法,完整代码含中文注释与操作视频。能量检测算法用于感知主用户信号,其性能依赖检测阈值。传统固定阈值方法易受噪声影响,而GA算法通过模拟生物进化,在复杂环境中自动优化阈值,提高频谱感知准确性,增强CHN的通信效率与资源利用率。预览效果无水印,核心程序部分展示,适合研究频谱感知与优化算法的学者参考。
|
3月前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
反向传播算法虽是深度学习基石,但面临内存消耗大和并行扩展受限的问题。近期,牛津大学等机构提出NoProp方法,通过扩散模型概念,将训练重塑为分层去噪任务,无需全局前向或反向传播。NoProp包含三种变体(DT、CT、FM),具备低内存占用与高效训练优势,在CIFAR-10等数据集上达到与传统方法相当的性能。其层间解耦特性支持分布式并行训练,为无梯度深度学习提供了新方向。
136 1
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
|
4月前
|
算法 数据安全/隐私保护
基于Big-Bang-Big-Crunch(BBBC)算法的目标函数最小值计算matlab仿真
该程序基于Big-Bang-Big-Crunch (BBBC)算法,在MATLAB2022A中实现目标函数最小值的计算与仿真。通过模拟宇宙大爆炸和大收缩过程,算法在解空间中搜索最优解。程序初始化随机解集,经过扩张和收缩阶段逐步逼近全局最优解,并记录每次迭代的最佳适应度。最终输出最佳解及其对应的目标函数最小值,并绘制收敛曲线展示优化过程。 核心代码实现了主循环、粒子位置更新、适应度评估及最优解更新等功能。程序运行后无水印,提供清晰的结果展示。
107 14
|
8月前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 语音技术
Python在深度学习领域的应用,重点讲解了神经网络的基础概念、基本结构、训练过程及优化技巧
本文介绍了Python在深度学习领域的应用,重点讲解了神经网络的基础概念、基本结构、训练过程及优化技巧,并通过TensorFlow和PyTorch等库展示了实现神经网络的具体示例,涵盖图像识别、语音识别等多个应用场景。
275 8
|
9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。
182 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)
|
9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。
227 0
|
9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。
415 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
|
9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
158 0
|
2月前
|
机器学习/深度学习 算法 测试技术
图神经网络在信息检索重排序中的应用:原理、架构与Python代码解析
本文探讨了基于图的重排序方法在信息检索领域的应用与前景。传统两阶段检索架构中,初始检索速度快但结果可能含噪声,重排序阶段通过强大语言模型提升精度,但仍面临复杂需求挑战
84 0
图神经网络在信息检索重排序中的应用:原理、架构与Python代码解析
|
11月前
|
安全 Apache 数据安全/隐私保护
你的Wicket应用安全吗?揭秘在Apache Wicket中实现坚不可摧的安全认证策略
【8月更文挑战第31天】在当前的网络环境中,安全性是任何应用程序的关键考量。Apache Wicket 是一个强大的 Java Web 框架,提供了丰富的工具和组件,帮助开发者构建安全的 Web 应用程序。本文介绍了如何在 Wicket 中实现安全认证,
124 0

热门文章

最新文章