4、神经网络Neural Networks

(1)非线性假设

图片有大量的数据集,产生大量的特征

(2)模型表示1

        以逻辑回归模型作为自身学习模型的神经元示例,在神经网络中,参数又可被成为权重(weight)

图  2-1

        第一层成为输入层(Input Layer),最后一层称为输出层(Output Layer),中间一层成为隐藏层(Hidden Layers)。我们为每一层都增加一个偏差单位(bias unit):

        上面进行的讨论中只是将特征矩阵中的一行(一个训练实例)喂给了神经网络,我们需要将整个训练集都喂给我们的神经网络算法来学习模型。

        我们可以知道:每一个𝑎都是由上一层所有的𝑥和每一个𝑥所对应的决定的。(我们把这样从左到右的算法称为前向传播算法( FORWARD PROPAGATION))

        把𝑥, 𝜃, 𝑎 分别用矩阵表示,我们可以得到𝜃 ⋅ 𝑋 =𝑎 :

(3)模型表示2

以图2-1所示,计算第二层的值:

由图2-1可知,最后结果h(x)就是a^3 的值。这只是针对训练集中一个训练实例所进行的计算。如果我们要对整个训练集进行计算,我们需要将训练集特征矩阵进行转置,是的同一个实例的人特征都在同一列里。即:

(4)特征和直观理解

        神经网络中,单层神经元(无中间层)的计算可用来表示逻辑运算,比如逻辑与(AND)、逻辑或(OR)。

(5)样本和直观理解

AND、OR等组合逻辑运算的神经网络

(6)多元分类

        要训练一个神经网络算法来识别路人、汽车、摩托车和卡车,在输出层我们应该有 4 个值。例如,第一个值为 1 或 0 用于预测是否是行人,第二个值用于判断是否为汽车。输入向量𝑥有三个维度,两个中间层,输出层4 个神经元分别用来表示4 类,也就是每一个数据在输出层都会出现[𝑎 𝑏 𝑐 𝑑]𝑇,且𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑑中仅有一个为1,表示当前类。下面是该神经网络的可能结构示例:

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