误差反向传播中批版本Affine层关于偏置的反向传播的一点理解

Affine层(仿射变换)的误差反向传播图如下:


image.png

正向传播的公式:
Y = X * W + B
这里X, W均为矩阵,其中X为输入数据,W为权重值, B为偏置值且是一个行向量。对上述公式的python代码如下:

X = np.array([[0, 0, 0], [10, 10, 10]])
B = np.array([1, 2, 3])
print(X_dot_W)
print(X_dot_W + B)

结果为

[[ 0  0  0]
 [10 10 10]]
[[ 1  2  3]
 [11 12 13]]

可以看到,X * W中的两个数据的每一个元素都被加上了偏置。正向传播的时候,偏置会被加到每一个数据上。因此,反向传播的时候,各个数据的反向传播的值需要汇总为偏置的元素。python代码如下所示:

dY = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
dB = np.sum(dY, axis=0)
print(dB)

结果为:

[5 7 9]

可能你不懂该代码上面的一行是什么意思,也不懂代码是什么意思。但是我们需要明白的一点是,任何参数的偏导数都与该参数的矩阵形状一致。比如,反向传播时候我们求X,W的偏导数都与X,W的形状一致。因此,我们很容易得出偏置B的偏导数也应该是一个形状为1*3的行向量。接下来我们分析这句话“反向传播的时候,各个数据的反向传播的值需要汇总为偏置的元素”,看似很难理解,我们再看与它对应的代码:

dB = np.sum(dY, axis=0)  #axis=0 表示将向量沿y=0方向相加(纵向)

该代码的含义有两点:

  1. 将这个矩阵纵向按行相加
  2. 去掉np.array最外层的[ ]

第二点我在上面已经解释清楚就是偏导数和变量要在矩阵形状上保持一致,对于第一点,为什么我们要将向量纵向相加呢?让我们好好思考一下dB的含义:它是表示偏置的返回量。我们在做正向传播的时候,偏置加到的是每一个向量上,也就是说每一幅图片,在其中三个元素表示的位置上,都增加了偏置,所以反向传播的时候,返回的应该是这三个位置的偏执的总和。所以第一个偏置的和为1+4=5,第二个为2+5=7,第三个为3+6=9,因此我们就可以理解了在仿射变化的误差反向传播中,关于偏置的反向传播的计算问题。

©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 222,000评论 6 515
  • 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 94,745评论 3 399
  • 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 168,561评论 0 360
  • 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 59,782评论 1 298
  • 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 68,798评论 6 397
  • 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 52,394评论 1 310
  • 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 40,952评论 3 421
  • 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 39,852评论 0 276
  • 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 46,409评论 1 318
  • 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 38,483评论 3 341
  • 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 40,615评论 1 352
  • 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 36,303评论 5 350
  • 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 41,979评论 3 334
  • 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 32,470评论 0 24
  • 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 33,571评论 1 272
  • 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 49,041评论 3 377
  • 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 45,630评论 2 359

推荐阅读更多精彩内容