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反向传播算法原理

发布时间: 2022-05-03 06:57:01

⑴ 为什么说反向传播算法很高效

反向传播算法(Backpropagation)是目前用来训练人工神经网络(ArtificialNeuralNetwork,ANN)的最常用且最有效的算法。其主要思想是:(1)将训练集数据输入到ANN的输入层,经过隐藏层,最后达到输出层并输出结果,这是ANN的前向传播过程;

⑵ 反向传播算法的激励传播

每次迭代中的传播环节包含两步: (前向传播阶段)将训练输入送入网络以获得激励响应; (反向传播阶段)将激励响应同训练输入对应的目标输出求差,从而获得隐层和输出层的响应误差。

⑶ 神经网络算法原理

4.2.1 概述

人工神经网络的研究与计算机的研究几乎是同步发展的。1943年心理学家McCulloch和数学家Pitts合作提出了形式神经元的数学模型,20世纪50年代末,Rosenblatt提出了感知器模型,1982年,Hopfiled引入了能量函数的概念提出了神经网络的一种数学模型,1986年,Rumelhart及LeCun等学者提出了多层感知器的反向传播算法等。

神经网络技术在众多研究者的努力下,理论上日趋完善,算法种类不断增加。目前,有关神经网络的理论研究成果很多,出版了不少有关基础理论的着作,并且现在仍是全球非线性科学研究的热点之一。

神经网络是一种通过模拟人的大脑神经结构去实现人脑智能活动功能的信息处理系统,它具有人脑的基本功能,但又不是人脑的真实写照。它是人脑的一种抽象、简化和模拟模型,故称之为人工神经网络(边肇祺,2000)。

人工神经元是神经网络的节点,是神经网络的最重要组成部分之一。目前,有关神经元的模型种类繁多,最常用最简单的模型是由阈值函数、Sigmoid 函数构成的模型(图 4-3)。

储层特征研究与预测

以上算法是对每个样本作权值修正,也可以对各个样本计算δj后求和,按总误差修正权值。

⑷ 如何理解CNN神经网络里的反向传播backpropagation,bp算法

类比来说类似于
几个人站成一排
第一个人看一幅画(输入数据),描述给第二个人(隐层)……依此类推,到最后一个人(输出)的时候,画出来的画肯定不能看了(误差较大)。
反向传播就是,把画拿给最后一个人看(求取误差),然后最后一个人就会告诉前面的人下次描述时需要注意哪里(权值修正)。

⑸ 反向传播算法 为什么 误差 那么定义

自从40年代赫布(D.O.
Hebb)提出的学习规则以来,人们相继提出了各种各样的学习算法。其中以在1986年Rumelhart等提出的误差反向传播法,即BP(error
BackPropagation)法影响最为广泛。直到今天,BP算法仍然是自动控制上最重要、应用最多的有效算法。是用于多层神经网络训练的着名算法,有理论依据坚实、推导过程严谨、物理概念清楚、通用性强等优点。但是,人们在使用中发现BP算法存在收敛速度缓慢、易陷入局部极小等缺点。
BP算法的基本思想是,学习过程由信号的正向传播与误差的反向传播两个过程组成。
1)正向传播:输入样本->输入层->各隐层(处理)->输出层
注1:若输出层实际输出与期望输出(教师信号)不符,则转入2)(误差反向传播过程)。
2)误差反向传播:输出误差(某种形式)->隐层(逐层)->输入层 其主要目的是通过将输出误差反传,将误差分摊给各层所有单元,从而获得各层单元的误差信号,进而修正各单元的权值(其过程,是一个权值调整的过程)。
注2:权值调整的过程,也就是网络的学习训练过程(学习也就是这么的由来,权值调整)。
1)初始化
2)输入训练样本对,计算各层输出
3)计算网络输出误差
4)计算各层误差信号
5)调整各层权值
6)检查网络总误差是否达到精度要求
满足,则训练结束;不满足,则返回步骤2。
1)易形成局部极小(属贪婪算法,局部最优)而得不到全局最优;
2)训练次数多使得学习效率低下,收敛速度慢(需做大量运算);
3)隐节点的选取缺乏理论支持;
4)训练时学习新样本有遗忘旧样本趋势。

⑹ 如何理解神经网络里面的反向传播算法

反向传播算法(BP算法)主要是用于最常见的一类神经网络,叫多层前向神经网络,本质可以看作是一个general nonlinear estimator,即输入x_1 ... x_n 输出y,视图找到一个关系 y=f(x_1 ... x_n) (在这里f的实现方式就是神经网络)来近似已知数据。为了得到f中的未知参数的最优估计值,一般会采用最小化误差的准则,而最通常的做法就是梯度下降,到此为止都没问题,把大家困住了很多年的就是多层神经网络无法得到显式表达的梯度下降算法!

BP算法实际上是一种近似的最优解决方案,背后的原理仍然是梯度下降,但为了解决上述困难,其方案是将多层转变为一层接一层的优化:只优化一层的参数是可以得到显式梯度下降表达式的;而顺序呢必须反过来才能保证可工作——由输出层开始优化前一层的参数,然后优化再前一层……跑一遍下来,那所有的参数都优化过一次了。但是为什么说是近似最优呢,因为数学上除了很特殊的结构,step-by-step的优化结果并不等于整体优化的结果!不过,好歹现在能工作了,不是吗?至于怎么再改进(已经很多改进成果了),或者采用其他算法(例如智能优化算法等所谓的全局优化算法,就算是没有BP这个近似梯度下降也只是局部最优的优化算法)那就是新的研究课题了。

⑺ 什么是反向传播算法

反向传播算法适合于多层神经元网络的一种学习算法,它建立在梯度下降法的基础上。反向传播算法网络的输入输出关系实质上是一种映射关系:一个n输入m输出的BP神经网络所完成的功能是从n维欧氏空间向m维欧氏空间中一有限域的连续映射,这一映射具有高度非线性。

反向传播算法主要由两个环节(激励传播、权重更新)反复循环迭代,直到网络的对输入的响应达到预定的目标范围为止。

反向传播算法的信息处理能力来源于简单非线性函数的多次复合,因此具有很强的函数复现能力。这是BP算法得以应用的基础。反向传播算法被设计为减少公共子表达式的数量而不考虑存储的开销。反向传播避免了重复子表达式的指数爆炸。

(7)反向传播算法原理扩展阅读:

BP算法(即反向传播算法)适合于多层神经元网络的一种学习算法,它建立在梯度下降法的基础上。BP网络的输入输出关系实质上是一种映射关系:一个n输入m输出的BP神经网络所完成的功能是从n维欧氏空间向m维欧氏空间中一有限域的连续映射,这一映射具有高度非线性。它的信息处理能力来源于简单非线性函数的多次复合,因此具有很强的函数复现能力。这是BP算法得以应用的基础。

⑻ 什么是反向传播

反向传播算法(BP算法)主要由两个环节(激励传播、权重更新)反复循环迭代,直到网络的对输入的响应达到预定的目标范围为止。

⑼ 什么是BP算法

bp算法,即反向传播方法,是用来训练前向网络的一种普遍算法

⑽ 反向传播算法的介绍

反向传播算法(英:Backpropagation algorithm,简称:BP算法)是一种监督学习算法,常被用来训练多层感知机。 于1974年,Paul Werbos[1]首次给出了如何训练一般网络的学习算法,而人工神经网络只是其中的特例。不巧的,在当时整个人工神经网络社群中却无人知晓Paul所提出的学习算法。直到80年代中期,BP算法才重新被David Rumelhart、Geoffrey Hinton及Ronald Williams[2][3]、David Parker[4]和Yann LeCun[5]独立发现,并获得了广泛的注意,引起了人工神经网络领域研究的第二次热潮。BP算法是Delta规则的推广,要求每个人工神经元(节点)所使用的激励函数必须是可微的。BP算法特别适合用来训练前向神经网络。

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