运行MATLAB BP神经网络后,得到了误差曲线(mse),图例里有四个量,其中,Validation代表啥意思啊?

运行MATLAB BP神经网络后,得到了误差曲线(mse),图例里有四个量,其中,Validation代表啥意思啊?,第1张

代表检验这个网络的训练结果。

mse表示均方差,当然越小越好。但是这与你训练样本的多少,训练次数都有很大关系。

这个其实没有统一的标准,任何人都知道0偏差当然是最好。但是根绝神经网络本身致命的缺陷,由于它是迭代收敛逼近解析式,所以不可能达到0误差。

这只有根据使用者的工程技术要求来加以判断,这个误差指标肯定应该在小于工程误差范围内啊。但是对于科研研究,也只能具体情况具体分析。定量一说没有具体绝对一说的。

扩展资料:

BP神经网络的计算过程由正向计算过程和反向计算过程组成。正向传播过程,输入模式从输入层经隐单元层逐层处理,并转向输出层,每~层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。如果在输出层不能得到期望的输出,则转入反向传播,将误差信号沿原来的连接通路返回,通过修改各神经元的权值,使得误差信号最小。

-BP神经网络

你的图不大对吧?应该有三条曲线显示才对,分别代表训练,验证,测试误差,你现在只有训练误差的。performance is 000306表示你的训练误差达到了000306,goal is 001表示你设置的目标误差是001

BP神经网络被称为“深度学习之旅的开端”,是神经网络的入门算法。

各种高大上的神经网络都是基于BP网络出发的,最基础的原理都是由BP网络而来 [1] ,另外由于BP神经网络结构简单,算法经典, 是神经网络中应用最广泛的一种。

BP神经网络(back propagation neural network)全称是反向传播神经网络。

神经网络发展部分背景如下 [2] :

为解决非线性问题,BP神经网络应运而生。

那么什么是BP神经网络?稍微专业点的解释要怎么说呢?

很喜欢 最简单的神经网络--Bp神经网络 一文对算法原理的解释,语言活泼,案例简单,由浅入深。

文中提到所谓的 AI 技术,本质上是一种数据处理处理技术,它的强大来自于两方面:1互联网的发展带来的海量数据信息;2计算机深度学习算法的快速发展。AI 其实并没有什么神秘,只是在算法上更为复杂 [3] 。

我们从上面的定义出发来解释BP神经网络的原理。

BP神经网络整个网络结构包含了:一层输入层,一到多层隐藏层,一层输出层。

一般说L层神经网络,指的是有L个隐层,输入层和输出层都不计算在内的 [6] 。

BP神经网络模型训练的学习过程由信号的 正向传播 和误差的 反向传播 两个过程组成。

什么是信号的正向传播?顾名思义,就是结构图从左到右的运算过程。

我们来看看结构图中每个小圆圈是怎么运作的。我们把小圈圈叫做神经元,是组成神经网络的基本单元。

正向传播就是输入数据经过一层一层的神经元运算、输出的过程,最后一层输出值作为算法预测值y'。

前面正向传播的时候我们提到权重w、偏置b,但我们并不知道权重w、偏置b的值应该是什么。关于最优参数的求解,我们在 线性回归 、 逻辑回归 两章中有了详细说明。大致来讲就是:

BP神经网络全称 back propagation neural network,back propagation反向传播是什么?

反向传播的建设本质上就是寻找最优的参数组合,和上面的流程差不多,根据算法预测值和实际值之间的损失函数L(y',y),来反方向地计算每一层的z、a、w、b的偏导数,从而更新参数。

对反向传播而言,输入的内容是预测值和实际值的误差,输出的内容是对参数的更新,方向是从右往左,一层一层的更新每一层的参数。

BP神经网络通过先正向传播,构建参数和输入值的关系,通过预测值和实际值的误差,反向传播修复权重;读入新数据再正向传播预测,再反向传播修正,,通过多次循环达到最小损失值,此时构造的模型拥有最优的参数组合。

以一个简单的BP神经网络为例,由3个输入层,2层隐藏层,每层2个神经元,1个输出层组成。

输入层传入

第一层隐藏层

对于 神经元而言,传入 ,加权求和加偏置激活函数处理后,输出 ;

对于 神经元而言,传入 ,加权求和加偏置函数处理后,输出 ;

输出:

第二层隐藏层

对于 神经元而言,传入 ,加权求和加偏置激活函数处理后,输出 ;

对于 神经元而言,传入 ,加权求和加偏置激活函数处理后,输出 ;

输出:

输出层

对于输出层神经元而言,输入 ,加权求和加偏置激活函数处理后,输出 ,输出的是一个值

第一次运行正向传播这个流程时随用随机参数就好,通过反向传播不断优化。因此需要在一开始对 设置一个随机的初始值。

首先计算正向传播输出值 与实际值的损失 ,是一个数值。所谓反向是从右到左一步步来的,先回到 ,修正参数 。

以此类推,通过对损失函数求偏导跟新参数 ,再跟新参数 。这时又回到了起点,新的数据传入又可以开始正向传播了。

keras可以快速搭建神经网络,例如以下为输入层包含7129个结点,一层隐藏层,包含128个结点,一个输出层,是二分类模型。

神经网络反向传播的优化目标为loss,可以观察到loss的值在不断的优化。

可以通过modelget_layer()get_weights()获得每一层训练后的参数结果。通过modelpredict()预测新数据。

至此,BP神经网络的整个运算流程已经过了一遍。之前提到BP神经网络是为解决非线性问题应运而生的,那么为什么BP神经网络可以解决非线性问题呢?

还记得神经元里有一个激活函数的 *** 作吗?神经网络通过激活函数的使用加入非线性因素。

通过使用非线性的激活函数可以使神经网络随意逼近复杂函数,从而使BP神经网络既可以处理线性问题,也可以处理非线性问题。

为什么激活函数的使用可以加入非线性因素 [7] ?

其实逻辑回归算法可以看作只有一个神经元的单层神经网络,只对线性可分的数据进行分类。

输入参数,加权求和,sigmoid作为激活函数计算后输出结果,模型预测值和实际值计算损失Loss,反向传播梯度下降求编导,获得最优参数。

BP神经网络是比 Logistic Regression 复杂得多的模型,它的拟合能力很强,可以处理很多 Logistic Regression处理不了的数据,但是也更容易过拟合。

具体用什么算法还是要看训练数据的情况,没有一种算法是使用所有情况的。

常见的前馈神经网络有BP网络,RBF网络等。

BP神经网络的一个主要问题是:结构不好设计。

网络隐含层的层数和单元数的选择尚无理论上的指导,一般是根据经验或者通过反复实验确定。

但是BP神经网络简单、易行、计算量小、并行性强,目前仍是多层前向网络的首选算法。

[1] 深度学习开端---BP神经网络: https://blogcsdnnet/Chile_Wang/article/details/100557010

[2] BP神经网络发展历史: https://zhuanlanzhihucom/p/47998728

[3] 最简单的神经网络--Bp神经网络: https://blogcsdnnet/weixin_40432828/article/details/82192709

[4] 神经网络的基本概念: https://blogcsdnnet/jinyuan7708/article/details/82466653

[5] 神经网络中的 “隐藏层” 理解: https://blogcsdnnet/nanhuaibeian/article/details/100183000

[6] AI学习笔记:神经元与神经网络: https://wwwjianshucom/p/65eb2fce0e9e

[7] 线性模型和非线性模型的区别: https://wwwcnblogscom/toone/p/8574294html

[8] BP神经网络是否优于logistic回归: https://wwwzhihucom/question/27823925/answer/38460833

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原文地址: http://outofmemory.cn/zaji/12177665.html

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