吴恩达深度学习笔记4.1~4.8深层神经网络DarAlpha

之前一章讲了浅层神经网络,这一章讲的是深层神经网络

深层神经网络与浅层神经网络的区别是:隐藏层比浅层神经网络多,从命名规则上来说,有1,2,5个隐藏层的神经网络可以称为1hiddenlayer,2hiddenlayers,5hiddenlayers

深层神经网络中的正向传播与之前举例的浅层神经网络一样,只是层数变得更多了,如下所示:

对于每一层的正向传播我们可以用一个公式表示:

其中L表示层数,g表示激活函数,其中所涉及到的Z,W,A,b的维度为:

其中n[l]表示第l层的隐藏单元个数,m表示样本数

为什么要使用深层神经网络,以人脸识别与语音识别为例:

假设有一个人脸识别为4层的神经网络,神经网络第一层所做的事就是从原始图片中提取出人脸的轮廓与边缘,即边缘检测。这样每个神经元得到的是一些边缘信息。神经网络第二层所做的事情就是将前一层的边缘进行组合,组合成人脸一些局部特征,比如眼睛、鼻子、嘴巴等。再往后面,就将这些局部特征组合起来,融合成人脸的模样。可以看出,随着层数由浅到深,神经网络提取的特征也是从边缘到局部特征到整体,由简单到复杂。可见,如果隐藏层足够多,那么能够提取的特征就越丰富、越复杂,模型的准确率就会越高。

除了从提取特征复杂度的角度来说明深层网络的优势之外,深层网络还有另外一个优点,就是能够减少神经元个数,从而减少计算量,以下面这个例子为例:

如果使用浅层神经网络,那么隐藏神经单元的个数会呈指数形式增加,为2^(n-1)个(这里不懂为什么.......==)

Buildingblocksofdeepneuralnetworks

构建深层神经网络块,先来看他的流程图:

正向传播过程:

反向传播过程中:

关于深层网络中的正向传播与反向传播,如下:

下面开始讲参数和超参数:

参数和超参数如下所示:

神经网络与人脑的关系:

神经网络实际上可以分成两个部分:正向传播过程和反向传播过程。

人脑神经元可分为树突、细胞体、轴突三部分。树突接收外界电刺激信号(类比神经网络中神经元输入),传递给细胞体进行处理(类比神经网络中神经元激活函数运算),最后由轴突传递给下一个神经元(类比神经网络中神经元输出)。

人脑神经元的结构和处理方式要复杂的多,神经网络模型只是非常简化的模型。人脑如何进行学习?是否也是通过反向传播和梯度下降算法现在还不清楚,可能会更加复杂

THE END
1.深层神经网络与浅层神经网络的区别深层神经网络与浅层神经网络的区别 熟悉神经网络的可能知道,Hornik在1989年,就证明了一个定理: 只需一个包含足够多神经元的隐层,多层前馈神经网络就能以任意精度逼近任意复杂的连续函数 那大家可能就会有疑问:既然一个隐层就够了,我们为什么还需要多层神经网络呢?https://blog.csdn.net/ybdesire/article/details/78837688
2.神经网络详解,正向传播和反向传播注意,在深层神经网络中,我们在中间层使用了 “ReLU”激活函数,而不是sigmoid函数了,只有在***的输出层才使用了sigmoid函数,这是因为 ReLU函数在求梯度的时候更快,还可以一定程度上防止梯度消失现象,因此在深层的网络中常常采用。关于激活函数的问题,可以参阅:【DL碎片3】神经网络中的激活函数及其对比 https://www.51cto.com/article/582406.html
3.汽车SoC功能安全最佳实践与挑战深层神经网络的安全性 随着计算机视觉中深度学习应用的最新突破,DNNs在从ADAS到自动驾驶的道路上越来越有吸引力。在探索和部署用于感知任务(如行人检测、车辆跟踪、路标分类和距离检测)的DNN方面,已经付出了巨大的研究和开发努力。一些人甚至尝试使用DNN进行端到端的自动驾驶。已经开发了专用加速器,以支持为实时应用部署https://www.dongchedi.com/article/7130817191016120865
4.壹沓AI观察:Google加入文档智能化战局,DocumentAI离企业还有在具有深层神经网络的AI领域,这些方法中的大多数都面临局限性: 高精度的模型往往依赖于大量人工标记的训练样本,而目前利用大规模的无标签样本训练后得到的预训练模型,在特定领域落地还需要较高水平的AI专家帮助进行场景数据的微调(Fine tuning),无论在数据收集、数据标注、还是模型训练的过程中还大量存在不确定性和不https://www.digitaling.com/articles/382277.html
5.热点文献带您关注电子皮肤的最新进展——图书馆前沿文献专题推荐服务(72本期我们为您选取了4篇文献介绍电子皮肤的最新发展前沿,包括利用纤维Bragg光栅和深层神经网络的大面积触觉敏感皮肤,可用于无线健康监测设备的基于表面声波传感器的无芯片无线电子皮肤,基于印刷突触晶体管的可感受“疼痛”的电子皮肤,一种由水凝胶和硅胶弹性体组成的具有触觉感应能力的仿生弹性机器人皮肤,推送给相关领域的https://lib.bupt.edu.cn/a/zuixingonggao/2022/1028/4284.html
6.深度神经网络优化策略之——残差学习深度学习普遍认为发端于2006年,根据Bengio的定义,深层网络由多层自适应非线性单元组成——即多层非线性模块的级联,所有层次上都包含可训练的参数,在工程实际操作中,深层神经网络通常是五层及以上,包含数百万个可学习的自由参数的庞然大物。理论上,网络模型无论深浅与否,都能通过函数逼近数据的内在关系和本质特征,但在解https://www.jianshu.com/p/c33acc52b4bc
7.夷所思的真相:人类大脑或是高度并行的计算系统,与人工神经网络最近在同行评议期刊《神经元》(Neuron)上发表的一篇论文挑战了对人类大脑的传统认知。这篇题为《直接适应自然: 生物和人工神经网络的进化》的论文指出了一个相反的观点,即人类大脑是一个强大的大数据处理器,它的参数与跟人的经验相匹配,而这种描述通常用于深层神经网络。 https://tech.sina.com.cn/csj/2020-06-25/doc-iirczymk8902736.shtml
8.深度学习全教程吴恩达3.第三周 浅层神经网络 3.1 神经网络概览 3.2 神经网络表示 3.3 计算神经网络的输出 3.4 多个例子中的向量化 3.5 向量化实现的解释 3.6 激活函数 3.7 为什么需要非线性激活函数? 3.8 激活函数的导数 3.9 神经网络的梯度下降法 3.11 随机初始化 4.第四周 深层神经网络 https://www.flyai.com/article/801
9.聊聊从脑神经到神经网络神经网络能解决非线性的复杂的模型问题深度学习之所以有这么大的性能提升,是因为它类似人脑一样的深层神经网络,它更好地模拟了人脑的工作。 卷积神经网络 卷积神经网络的发展主要是为了解决人类视觉问题,不过现在其它方向也都会使用。发展历程主要从Lenet5->Alexnet->VGG->GooLenet->ResNet等。 https://juejin.cn/post/6844903726835056647
10.深度卷积神经网络课件.ppt目录神经网络简要介绍冫经典深度神经网络模型·LeNetAlexNet·VGGNetNetworkinNetwork(MIN)GoogLeNet·ResNet深度学习框架及实例深度学习在计算机视觉中的应用目录1目录神经网络简要介绍产经典深度神经网络模型AlexNetVGGNetNetworkinNetwork(MINResNet深度学习框架简介在计算机视觉中的应用目录2神经网络简要介绍多层神经网路第一次https://www.renrendoc.com/paper/229713973.html
11.深度学习与神经网络有什么区别?深度学习通常采用深层的神经网络结构,如卷积神经网络、循环神经网络等,其中每一层都包含若干个神经元节点,并且每一层的输出作为下一层的输入,经过多层非线性变换后得到最终的输出结果。 而神经网络则可以是浅层或者深层的结构,其中每一层都包含若干个神经元节点,同样通过前向传播和反向传播算法实现模型的训练和优化。https://www.cda.cn/bigdata/201326.html
12.爆肝万字,终于搞定这篇?神经网络搭建全全全流程!学不会你来找深度学习是机器学习的一类算法,它应用各种结构的神经网络解决问题(深度学习中的『深度』指的是我们会通过深层次的神经网络构建强大的学习器),模仿人类获得某些类型知识的方式,与传统机器学习模型相比,神经网络有更灵活的结构设计,更强的学习能力,能支撑更大量级的数据学习,因此广泛引用于各种业务中。 https://cloud.tencent.com/developer/article/2069094