机器学习 神经网络 (6)

特此申明文章为学习3blue1brown提供教程的内容,并且图片引用自3blue1brown

用一个例子来说明,当我们输入手写的 3 的图的时候,输出层的值可能并不是我们预期,因为权重和偏移量都是我们随机选取的。

所以需要一个成本函数来告诉电脑使用该数据模型是否正确。


我们通过计算输出值与正确值对比来判断数据模型的好坏,衡量的标准就是输出值和正确值得差平方的和。我们可以理解为他们间的距离的总和。


我们可以通过给定集合,也就是一大堆已经知道答案的数据,这里是图。计算出的输出值的平均值作为考察这套神经网络的依据。


我们的神经网络,输入为 784像素对应的灰度值。输出是 10 个数值而参数为 13002个权重值和偏移量。


如果要是漫无目的去找权重和偏差值,是海量的计算。正本函数的复杂性是他的输入为1300权重和偏移量作为输入,输出是一个能够表示系统好坏的值,参数就是已知的数据,越多越好。


我们一切都是由简入难,暂时不考虑那么多输入,我们只考虑一个输入和一个输出情况。这个函数对应一条曲线,我们用微积分很容易找到函数的最小值。


但是世界没有那么简单,对一些复杂函数就不一定了。


好的办法是我们随机输入一个值,然后根据此值来找出让函数值变小的方向。我们可以计算出函数在该点的斜率来作为左右移动输入点的依据


值得注意的是,即使在这样简单的单一输入的方程中,依然可能出现很多可以滚入的低谷。

从你随机选取的输入值开始,找到的局部最小值,却不能保证是函数的最小值。


扩展一下想象力,扩展到二维变量和一个因变量。输入变量空间是一个 x y 的二维平面形。成本函数则是浮在上面的曲面。

现在需要考虑不仅是斜率,而是输入空间的步进方向。减少 方向。熟悉多变量微积分的人都知道 函数梯度会给你最陡峭的上升方向。也就等于哪个方向是函数下降最快的方向。所以用负的梯度就能找到函数下降快的方向。这个梯度向量的长度实例上是这个最陡斜坡有的多个陡的指标。

因为如果你知道可以通过计算梯度方向来找到函数值最小的方向,并向山下走出第一步。

这个原理也适用拥有 13000 个自变量的方程。

成本函数的负梯度只是一个简单的向量。是一个超级大的输入变量空间中的一个方向。告诉哪个方向会让成本函数最快变小。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 212,332评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,508评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,812评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,607评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,728评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,919评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,071评论 3 410
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,802评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,256评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,576评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,712评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,389评论 4 332
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,032评论 3 316
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,798评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,026评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,473评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,606评论 2 350

推荐阅读更多精彩内容