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神经元到神经网络与前向传播

作者:互联网

首先看一个平面坐标中的二分类问题:

如上图所示,三角形内是第一个类别(用圆点表示),三角形外是第二个类别(用五角星表示)。

满足以下不等式方程组的点在三角形内:

将图中的点(1.51.5)带入不等式方程组

 由此验证点(1.51.5)在三角形内。

将点(0.50.5) 带入不等式方程组

 

由此验证点(0.50.5)不满足方程组,即点不在三角形内。

平面内的任何一个点,都可以通过上面的不等式,判断出是否在三角形内,这样就可以解决二分类问题,三角形内是第一个类别,三角形外是第二个类别。

为了让不等式的符号相同,将方程组的前两个方程乘以-1,改变不等号方向,变为

 将三个方程换为3个神经元,激活函数使用阶跃函数:

 

 当点在三角形内,三个神经元的输出都为1。

当点在三角形外,三个神经元的输出至少有一个为0。

增加第四个神经元,用来做最终的类别判断:

 这四个神经元的图像表达:

 

上图就是一个2层的神经网络:1个隐藏层+一个输出层。

隐藏层有3个神经元,输出层有一个神经元。

这个神经网络可以解决样品分布为三角形的二分类问题。

输入是一个点的x,y坐标,输出是点的类型。1:第一类,0:第二类。

从输入到输出的计算过程,就是神经网络的前向传播。

神经元组成的神经网络如何解决分布为四边形的二分类问题呢?如下图

 

 

解决办法是隐藏层增加一个神经元,变为4个神经元。

n边形的二分类问题,可以使用隐藏层包含n个神经元的网络解决。

当n趋于无穷大,可以解决圆形的二分类问题。

 对于有多个区域的二分类问题可以增加隐藏层的层数。

 上图可以使用具有2个隐藏层的3层神经网络对样本分类。

标签:1.5,不等式,分类,传播,神经网络,三角形,神经元
来源: https://blog.csdn.net/softlove03/article/details/123135210