参考资料中未提及卷积神经网络反向传播公式的具体内容。不过,卷积神经网络反向传播是一个复杂的过程,其公式推导涉及到多个方面,比如卷积层、池化层等不同层的反向传播公式有所不同。
一般来说,对于卷积层,设输入特征图为 $X$,卷积核为 $W$,输出特征图为 $Y$,误差项为 $\delta$ 。在反向传播时,关于卷积核的梯度 $\frac{\partial L}{\partial W}$ 、关于输入特征图的梯度 $\frac{\partial L}{\partial X}$ 的推导较为关键。以简单的二维卷积为例,在全卷积的情况下,$\frac{\partial L}{\partial W}$ 的计算可以通过输入特征图 $X$ 和误差项 $\delta$ 的卷积得到;$\frac{\partial L}{\partial X}$ 的计算则需要将误差项 $\delta$ 与卷积核 $W$ 进行旋转180度后的卷积。
对于池化层,常见的有最大池化和平均池化。以最大池化为例,在反向传播时,会将误差项 $\delta$ 传递到前向传播时最大值所在的位置,其余位置为 0。
以下是一个简单的Python伪代码示例,用于说明卷积层反向传播的大致过程:
```python
import numpy as np
def conv_backward(dZ, cache):
"""
卷积层的反向传播
:param dZ: 误差项
:param cache: 缓存,包含输入、卷积核等信息
:return: 关于输入的梯度、关于卷积核的梯度
"""
(A_prev, W, b, hparameters) = cache
(m, n_H_prev, n_W_prev, n_C_prev) = A_prev.shape
(f, f, n_C_prev, n_C) = W.shape
(m, n_H, n_W, n_C) = dZ.shape
stride = hparameters['stride']
pad = hparameters['pad']
dA_prev = np.zeros((m, n_H_prev, n_W_prev, n_C_prev))
dW = np.zeros((f, f, n_C_prev, n_C))
db = np.zeros((1, 1, 1, n_C))
A_prev_pad = np.pad(A_prev, ((0, 0), (pad, pad), (pad, pad), (0, 0)), mode='constant', constant_values=0)
dA_prev_pad = np.pad(dA_prev, ((0, 0), (pad, pad), (pad, pad), (0, 0)), mode='constant', constant_values=0)
for i in range(m):
a_prev_pad = A_prev_pad[i]
da_prev_pad = dA_prev_pad[i]
for h in range(n_H):
for w in range(n_W):
for c in range(n_C):
vert_start = h * stride
vert_end = vert_start + f
horiz_start = w * stride
horiz_end = horiz_start + f
a_slice = a_prev_pad[vert_start:vert_end, horiz_start:horiz_end, :]
da_prev_pad[vert_start:vert_end, horiz_start:horiz_end, :] += W[:, :, :, c] * dZ[i, h, w, c]
dW[:, :, :, c] += a_slice * dZ[i, h, w, c]
db[:, :, :, c] += dZ[i, h, w, c]
dA_prev[i, :, :, :] = da_prev_pad[pad:-pad, pad:-pad, :]
return dA_prev, dW, db
```