请详细介绍bp神经网络中反向传播的数学原理 并解释式子中的net(1,1)指的是什么
时间: 2024-04-02 14:35:49 浏览: 68
BP神经网络中的反向传播算法是一种用于训练多层前馈神经网络的常用方法。它通过将误差从输出层向输入层反向传播,并利用梯度下降法对网络中的参数进行优化。
具体而言,反向传播算法涉及以下几个步骤:
1. 前向传播:从输入层开始,将输入信号通过每一层的神经元进行计算,最终得到输出层的输出信号。
2. 计算误差:将输出层的输出信号与实际标签进行比较,计算误差。
3. 反向传播误差:将误差从输出层向输入层反向传播,并计算每个神经元的误差信号。
4. 更新权重:利用误差信号和梯度下降法对网络中的权重进行更新。
其中,反向传播误差的计算涉及到一些数学原理。假设当前神经元的输出为y,权重为w,偏置为b,输入为x,激活函数为f,则该神经元的输出可以表示为:
$$
y=f(net)=f(\sum_{i=1}^{n}w_ix_i+b)
$$
其中,$net$表示该神经元的净输入信号,即输入信号加权重和加偏置。在反向传播误差中,我们需要计算每个神经元对误差的贡献,即误差信号。假设该神经元的误差信号为$\delta$,则有:
$$
\delta=\frac{\partial E}{\partial net}
$$
其中,$E$表示网络的误差函数。对于最后一层的神经元,误差信号可以直接计算得到:
$$
\delta=(y-t)f'(net)
$$
其中,$t$表示实际标签,$f'$表示激活函数的导数。对于其他层的神经元,误差信号可以通过上一层的误差信号和权重计算得到:
$$
\delta=\sum_{j=1}^{m}w_{j,k}\delta_jf'(net)
$$
其中,$m$表示下一层神经元的个数,$w_{j,k}$表示下一层第$j$个神经元与当前神经元的连接权重,$\delta_j$表示下一层第$j$个神经元的误差信号。通过递归地计算每层的误差信号,可以得到整个网络中每个神经元的误差信号。
最后,式子中的$net(1,1)$表示神经元的净输入信号,其中第一个参数表示该神经元所在的层,第二个参数表示该神经元在该层中的编号。例如,$net(2,3)$表示第二层中第三个神经元的净输入信号。
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