Day6 Chapter6.1

深度前馈网络

三个名字：

深度前馈网络（ deep feedforward network）

前馈神经网络（ feedforward neural network）

多层感知机（ multilayer perceptron, MLP）

名字解析：

前：前向，信息流过 的函数，流经用于定义的中间计算过程，最终到达输出 。

前馈：没有反馈链接

没有反馈连接：前馈神经网络

有反馈连接：循环神经网络（RNN）

目标：近似某个函数

在多层的神经网络中，一层代表一个函数，比如说一个函数有3层，那就是：

      （其中是输入层，是隐藏层，是输出层）

每个隐藏层通常都是向量值

输出层的任务就是必须产生一个接近 的值

与SVM相同，深度学习同样需要把非线性通过映射转换为线性模型，因此总结出总共有3中求映射的方法：

1. 通过SVM的核技巧

2. 手动设计

3. 通过深度学习，学习出结果

---

6.1 实例：学习 XOR

XOR 函数（ ‘‘异或’’ 逻辑）是两个二进制值和的运算

目的：在 的输入中获得正确的输出

步骤：

1. 损失函数使用MSE：（二进制数据建模时， MSE通常并不是一个合适的损失函数，但这里仍然选择MSE）

2. 使用线性模型，因此参数为权重和偏置

3. 使用正规方程最小化

正规方程：是从纯数学推导的角度来求得能够使最小的值  (https://www.jianshu.com/p/12cc84819e78)

省略正规方程的推到之后，可以得出:

正规方程的结果：        (表示输入向量矩阵，为目标输出向量）

正规方程与SDG的对比：

正规方程与SDG的对比

只要特征变量数量小于一万，通常使用标准方程法，而不使用梯度下降法

4. 解正规方程

得出=0，=

5. 隐藏单元向量

我们这里引入一个非常简单的前馈神经网络，它有一层隐藏层并且隐藏层中包含两个单元

两种不同样式绘制的前馈网络的示例

输入层的输出与输出层的输入为，因为隐藏层也是线性模型，因此使用模型

因此可得最终的模型为：

其中

6. 用一个非线性函数描述这些特征（激活函数）

定义     （为激活函数）

默认的推荐是使用由激活函数 定义的 整流线性单元（ rectified linear unit）或者称为 ReLU

ReLU: 用于线性变换的输出将产生非线性变换

即：

因此得到：

7. 给出XOR问题的一个解：

令 

解得：