bp神经网络怎么计算更新后的权重,你可以举个例子吗
时间: 2024-02-09 22:11:24 浏览: 66
当然可以。BP (Back Propagation) 神经网络是一种基于误差反向传播算法的神经网络,它可以用来解决分类和回归问题。BP 神经网络包含输入层、隐藏层和输出层,其中隐藏层可以有多层。每个神经元都有一组权重,用来计算输入信号的加权和。BP 神经网络的训练过程就是通过调整权重来最小化损失函数的过程。具体地,BP 神经网络的权重更新公式如下:
```
w(i, j, t+1) = w(i, j, t) + eta * delta(j, t) * x(i, t)
```
其中 w(i, j, t) 表示第 t 次迭代中神经元 j 和神经元 i 之间的连接权重,eta 是学习率,delta(j, t) 是神经元 j 的误差信号,x(i, t) 是神经元 i 的输入信号。误差信号可以通过反向传播算法计算得到。
下面我们用一个简单的例子来解释一下 BP 神经网络的权重更新过程。
假设我们有一个包含 3 个输入特征和 1 个输出特征的数据集。BP 神经网络包含 2 个隐藏层,每层包含 2 个神经元。网络结构如下所示:
```
输入层:3个神经元
隐藏层1:2个神经元
隐藏层2:2个神经元
输出层:1个神经元
```
我们需要使用 BP 神经网络来预测输出特征。假设我们已经完成了前向传播过程,得到了预测值 y 和真实值 y_true,现在需要计算误差信号 delta 和更新权重。
1. 计算输出层的误差信号 delta3。假设我们使用均方误差作为损失函数,即
```
L = (y - y_true)^2 / 2
```
对 L 求关于 y 的导数,得到
```
dL/dy = y - y_true
```
对 y 求关于加权和 net3 的导数,得到
```
dy/dnet3 = f'(net3)
```
其中 f 是输出层的激活函数,比如 sigmoid 函数。对 net3 求关于 w5,1 的导数,得到
```
dnet3/dw5,1 = h2,1
```
因此,delta3 可以计算如下:
```
delta3 = dL/dy * dy/dnet3 = (y - y_true) * f'(net3)
```
2. 计算隐藏层2的误差信号 delta2。对 net2 求关于 delta3 的导数,得到
```
dnet2/delta3 = w7,1
```
对 net2 求关于 w3,1 的导数,得到
```
dnet2/dw3,1 = h1,1
```
因此,delta2 可以计算如下:
```
delta2 = dnet2/delta3 * delta3 * f'(net2)
= w7,1 * delta3 * f'(net2)
```
3. 计算隐藏层1的误差信号 delta1。对 net1 求关于 delta2 的导数,得到
```
dnet1/delta2 = w4,1
```
对 net1 求关于 w1,1 的导数,得到
```
dnet1/dw1,1 = x1
```
因此,delta1 可以计算如下:
```
delta1 = dnet1/delta2 * delta2 * f'(net1)
= w4,1 * delta2 * f'(net1)
```
4. 计算权重更新值。对 w5,1 求偏导数,得到
```
dw5,1 = delta3 * h2,1
```
对 w3,1 求偏导数,得到
```
dw3,1 = delta2 * h1,1
```
对 w1,1 求偏导数,得到
```
dw1,1 = delta1 * x1
```
因此,权重更新值可以计算如下:
```
w5,1_new = w5,1 - eta * dw5,1
w3,1_new = w3,1 - eta * dw3,1
w1,1_new = w1,1 - eta * dw1,1
```
最终,我们可以使用更新后的权重来进行下一次迭代。
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