多層感知機的故事:魔法議會的決策過程
在一個神秘的王國裡,國王想要選出一位新的王國守護者。這個過程可不是隨便挑選一個人,而是需要經過一套複雜的決策係統。
首先,國王召集了一群初級顧問第一層),他們的任務是根據簡單的標準篩選候選人,比如力量、智慧、忠誠等。然後,這些初級顧問會把篩選後的結果交給高級顧問第二層),高級顧問會進一步綜合分析,比如勇氣、戰鬥經驗、道德標準。最終,這些信息被提交給大祭司輸出層),由她做出最終決定——誰能成為王國的守護者!p,utiayerperceptron)的工作方式——通過多層計算,逐步從簡單特征提取更高層次的模式,最終得出精準的判斷。
p)是一種前饋神經網絡,由多個感知機神經元)組成,至少包含一個隱藏層,能夠學習複雜的非線性關係。p的基本結構包括:
?輸入層inputayer):接收外界數據,比如圖像、文本、傳感器數據等。
?隱藏層ayers):一層或多層,負責逐步提取更複雜的特征。
?輸出層outputayer):根據處理的結果,輸出最終的預測,比如分類結果、數值預測等。p的計算流程如下:
1.計算加權和:
其中,是權重矩陣,是輸入數據,是偏置。
2.通過激活函數引入非線性:oid,tanh等激活函數,使得神經網絡可以學習複雜的關係。
整個過程可以層層推進,直到輸出層最終給出結果。
2.為什麼單層感知機不夠?國王的錯誤決策)
想象國王直接讓一群初級顧問單層感知機)做最終決策,那會發生什麼?
他們隻能依據簡單的標準,比如:
?“誰的力量最強?”
?“誰的智慧最高?”
但如果候選人需要同時具備力量+智慧+忠誠+勇氣,單層感知機就無能為力了。因為它隻能學習線性關係,而無法組合多個因素進行複雜決策。
數學上,單層感知機隻能表示線性可分問題,但現實世界的很多問題是非線性的。例如:
?邏輯異或xor)問題:單層感知機無法解決,因為它不是線性可分的。
?圖像識彆:不能僅靠像素的亮度判斷物體,需要多層特征提取。
?自然語言處理:單個詞的出現不夠,需要理解語境關係。p)——多層神經網絡可以逐步提取複雜特征,使得最終決策更加準確!p如何學習?國王的顧問如何改進決策)
國王知道自己的顧問係統有缺陷,於是決定引入一套學習機製,讓顧問們通過經驗不斷優化決策。
1)前向傳播forardpropagation)
國王向顧問們提交候選人名單,每個顧問按照自己擅長的領域打分,然後層層傳遞,最終大祭司給出決策。
數學上,這就是:
1.每一層計算:
2.通過激活函數:
3.最終輸出預測結果。