神经网络的要素

文章探讨了深度学习中的一些核心概念,包括数据集的划分、学习率对模型拟合的影响、训练的迭代次数(EPOCH)、神经网络结构中的隐藏层和神经元数量、训练与测试数据的比例、引入噪音以增强模型鲁棒性、批量学习的Batchsize以及激活函数如ReLU的作用。此外,还介绍了规则化技术如L1和L2正则化,以及如何根据问题类型选择回归或分类模型。
  1. DATA:数据集,包括训练数据和验证数据集。
  2. Learning rate:学习率,是参数回归的步长,这个关系到学习模型的拟合程度,要根据模型和经验设定。
  3. EPOCH:训练次数,也就是训练的回合数。
  4. HIDDEN LAYERS:神经层,我们可以添加任意层数。
  5. UNITS:神经元,每一层的神经网络可以设置有多少个神经元。
  6. Ratio of training to test data: 丢失率
  7. Noise:噪音,就是给数据增加一些噪音,增加学习的难度。
  8. Batch size: 分批次学习的数量,比如32,一次将多少组数据学习,用来提高学习的效率。
  9. Activation:激活函数,最常用的就是relu
  10. Regularization:规则化,L1 L2两个级别
  11. Problem type:问题类型,就是我们要解决的是回归还是分类的问题。

另外关于神经网络学习的用途就是用数据来总结和验证规律作者有写。

### 人工神经网络的四大基本要素 人工神经网络的核心构成可以归纳为四个基本要素,这些要素共同决定了网络的功能和性能。以下是详细说明: 1. **连接权(Weights)** 连接权是人工神经网络中用于表示输入与输出之间关系的关键参数[^1]。每个神经元接收来自其他神经元的输入信号,并通过加权的方式对信号进行处理。连接权值的调整是学习过程中的核心部分,直接影响网络的输出结果。 2. **求和单元(Summation Unit)** 求和单元负责将所有加权输入信号进行汇总,形成一个单一的数值。这一过程通常表示为加权和的形式,即 \( \sum w_i x_i \),其中 \( w_i \) 是连接权,\( x_i \) 是输入信号[^1]。求和的结果会传递给激活函数以生成最终输出。 3. **激活函数(Activation Function)** 激活函数是非线性变换的核心,用于引入非线性特性,使神经网络能够逼近复杂的非线性关系[^4]。常见的激活函数包括 Sigmoid、ReLU(Rectified Linear Unit)、Tanh 等。激活函数的选择对网络的学习能力和泛化性能有重要影响。 4. **学习规则(Learning Rule)** 学习规则定义了如何根据训练数据调整连接权值,从而使网络能够更好地拟合目标函数。典型的学习规则包括误差反向传播(Backpropagation)算法和梯度下降法[^4]。学习规则的目标是最小化网络输出与实际目标之间的误差。 ```python # 示例代码:简单的神经元模型实现 def neuron(inputs, weights, bias, activation_function): # 计算加权和 weighted_sum = sum(w * x for w, x in zip(weights, inputs)) + bias # 应用激活函数 output = activation_function(weighted_sum) return output # 定义激活函数 def relu(x): return max(0, x) # 输入、权重和偏置 inputs = [1.0, 2.0, 3.0] weights = [0.5, -0.2, 0.8] bias = 0.1 # 调用神经元模型 output = neuron(inputs, weights, bias, relu) print(f"Neuron Output: {output}") ```
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