姓名:王央京 学号:18050100052 学院:电子工程学院
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【嵌牛导读】本文介绍了深度神经网络的基本概念
【嵌牛鼻子】DNN(深度神经网络)
【嵌牛提问】对于深度学习进行初步学习,需要了解哪些概念?
【嵌牛正文】
深度神经网络(Deep Neural Networks, 以下简称DNN)是深度学习的基础,而要理解DNN,首先我们要理解DNN模型,下面我们就对DNN的模型与前向传播算法做一个总结。
1 从感知机到神经网络
感知机的模型,它是一个有若干输入和一个输出的模型,如下图:
输出和输入之间学习到一个线性关系,得到中间输出结果:
接着是一个神经元激活函数:
从而得到想要的结果1或者-1.
这个模型只能用于二元分类,且无法学习比较复杂的非线性模型,因此在工业界无法使用。而神经网络则在感知机的模型上做了扩展,总结下主要有三点:
(1)加入了隐藏层,隐藏层可以有多层,增强模型的表达能力,如下图实例,当然增加了这么多隐藏层模型的复杂度也增加了好多。
(2)输出层的神经元也可以不止一个输出,可以有多个输出,这样模型可以灵活的应用于分类回归,以及其他的机器学习领域比如降维和聚类等。多个神经元输出的输出层对应的一个实例如下图,输出层现在有4个神经元了。
(3)对激活函数做扩展,感知机的激活函数是sign(z),虽然简单但是处理能力有限,因此神经网络中一般使用的其他的激活函数,比如我们在逻辑回归里面使用过的Sigmoid函数,即:
还有后来出现的tanx, softmax,和ReLU等。通过使用不同的激活函数,神经网络的表达能力进一步增强。
2 DNN的基本结构
神经网络是基于感知机的扩展,而DNN可以理解为有很多隐藏层的神经网络。多层神经网络和深度神经网络DNN其实也是指的一个东西,DNN有时也叫做多层感知机(Multi-Layer perceptron,MLP)。
从DNN按不同层的位置划分,DNN内部的神经网络层可以分为三类,输入层,隐藏层和输出层,如下图示例,一般来说第一层是输入层,最后一层是输出层,而中间的层数都是隐藏层。
层与层之间是全连接的,也就是说,第i层的任意一个神经元一定与第i+1层的任意一个神经元相连。虽然DNN看起来很复杂,但是从小的局部模型来说,还是和感知机一样,即一个线性关系
加上一个激活函数