[翻譯4.6]Multi-layer neural networks(多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))

P.S.:? 說三個(gè)比較重要的事情:

i.? 我突然的發(fā)現(xiàn)自己忘了把代碼上傳恼琼,于是決定在這周末上傳到github中却特。如果這個(gè)section中包含了實(shí)例代碼建峭,我會更新文章并把github上的鏈接放在文章的開頭症副。

ii. 剛才看了看之前寫的凌受,發(fā)現(xiàn)有部分文章沒有上傳阵子。待我回去找找上傳上去。沒關(guān)系胜蛉,第4章講的都是基礎(chǔ)概念挠进,第5,6章才是重點(diǎn)。

iii. 翻譯了這么久誊册,似乎只在第一篇上粘貼了翻譯的書籍 领突。這是我的失誤,現(xiàn)在給出翻譯來源:

http://shop.oreilly.com/product/9781939902351.do

目前案怯,我們已經(jīng)使用過了簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)君旦。無論是線性的還是邏輯回歸的模型都是這樣的單個(gè)神經(jīng)元:

1.將一個(gè)輸入特征按照權(quán)重求和。偏置(bias)可以被認(rèn)為是輸入的特征值為1的權(quán)重嘲碱。我們稱之為線性組合的功能金砍。

2.然后使用激活或者是傳遞函數(shù)來計(jì)算輸出。(Then apply an activation or transfer function to calculate the

output)麦锯。如果是線性回歸恕稠,轉(zhuǎn)換函數(shù)是恒等的(the identity),然而邏輯回歸用的是sigmoid函數(shù)作為轉(zhuǎn)換器扶欣。

下圖繪制出了每個(gè)神經(jīng)元的輸出鹅巍、處理和輸出:




如果是softmax classification的話,我們使用C個(gè)神經(jīng)元對應(yīng)每一種可能的輸出類別:



現(xiàn)在料祠,為了解決更多復(fù)雜(difficult)的問題骆捧,我們需要更加優(yōu)秀的模型(a more developed model.)例如:讀取手寫體數(shù)字或者是在圖像中識別貓和狗。

來讓我們從一個(gè)簡單的例子說起术陶。假設(shè)凑懂,我們想要構(gòu)建一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來適合XOR(eXclusive OR異或)的boolean操作:


當(dāng)任一輸入等于1時(shí),它應(yīng)返回1梧宫,但兩者都相同的時(shí)候不會返回1接谨。

這似乎是我們迄今為止所嘗試的一個(gè)更簡單的問題,但是我們提出的模型卻都沒有解決塘匣。

原因是S型神經(jīng)元需要我們的數(shù)據(jù)線性分離才能使其工作更好脓豪。這意味著必須在二維數(shù)據(jù)(或更高維度數(shù)據(jù)中的超平面)中存在一條直線,它將屬于同一側(cè)的類的所有數(shù)據(jù)樣本分開忌卤,如下所示:



從這個(gè)圖標(biāo)中我們可以看出點(diǎn)作為數(shù)據(jù)樣本扫夜,相同的類別是相同的顏色。只要我們可以找出一條黃線可以完全分離圖表中的紅色和藍(lán)色點(diǎn),則S型的神經(jīng)元對于該數(shù)據(jù)集將工作正常笤闯。

來讓我們看看XOR門(異或門)函數(shù)繪制的圖表:



我們找不到一條分割圖表的直線堕阔,留下一邊的所有1(紅點(diǎn)),另一邊留下0(藍(lán)點(diǎn))颗味。所XOR函數(shù)輸出不是線性可分離的超陆。

這個(gè)問題實(shí)際上導(dǎo)致了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究在1970年代左右大約十年左右的失去其重要性。那么他們?nèi)绾谓鉀Q缺乏線性可分性來繼續(xù)使用網(wǎng)絡(luò)浦马?他們通過在網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出之間插入更多的神經(jīng)元來完成时呀,如圖所示:




你看,我們在輸入層和輸出層之間添加了隱含層晶默。你可以認(rèn)為它允許我們的網(wǎng)絡(luò)向輸入數(shù)據(jù)詢問多個(gè)問題谨娜,隱藏層每個(gè)神經(jīng)元對應(yīng)一個(gè)問題,最后根據(jù)這些問題的答案決定輸出結(jié)果磺陡。

從圖上來看趴梢,我們允許網(wǎng)絡(luò)繪制多個(gè)單獨(dú)的分隔線:




正如你再圖中看到的一樣,每行將平面的第一個(gè)問題劃分給輸入數(shù)據(jù)仅政。然后垢油,你可以將所有相等的輸出在一個(gè)區(qū)域中組合在一起。

在本書的后面圆丹,我們介紹不同類型的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),用于不同的使用場景躯喇。

下一期:梯度下降和反向傳播

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