式6中的偏导数取损失函数对权重的导数,相当于计算损失梯度。学习率α控制每次迭代中的变化幅度。通过迭代,梯度下降将收敛于极小值,并为每个权重参数提供最佳值。
深度神经网络具有大量的隐藏层和神经元单元,每一层中的神经元都与下一层中的神经元完全连接,连接中包含一个权重值,该权重值将贡献输出值。连接的权重随机初始化,然后在训练期间使用梯度下降法进行更新。
CNN是包含不同层的神经网络,如卷积、最大池和完全连接层。最大池层的目的是对输入进行降采样和降维,而卷积层从输入中提取高级特征。这使得CNN能够更好地处理与其邻域数据点具有高度空间相关性的数据。
如图所示,顶部显示了一个普通的二维卷积神经网络(CNN)及其卷积层和最大池层。最大池层随后被展平,以将数据馈送到完全连接的层中。下图是一个一维卷积神经网络(CNN1D),其中滤波器仅向一个方向移动,以执行卷积和最大池运算。
长短期记忆神经网络是递归神经网络(RNN)的一种变体,其设计具有由输入、遗忘和输出门组成的链式单元,Gates负责管理传递给下一个单元的信息。Input Gates控制电流输入的影响。每个单元中的Forget Gates控制需要保留多少信息。Output Gates控制流(信息流)是否传递到下一个LSTM单元。这种体系结构允许学习具有长期依赖性的数据。
黄色圆圈代表S形激活函数,而粉色圆圈代表tanh激活函数。此外,“x”和“+”符号是按元素的乘法和加法运算符。
双向LSTM工作原理同LSTM基本一致:
黄色圆圈代表S形激活函数,而粉色圆圈代表tanh激活函数。此外,“x”、“+”和“1”−” 符号是按元素的乘法、加法和求逆运算符。同时提高了计算效率。
(注:S形激活函数:当x趋近于负无穷时,y趋近于0;当x趋近于正无穷时,y趋近于1;当x=0时,y=1/2)
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