python里反向傳播算法詳解
反向傳播的目的是計(jì)算成本函數(shù)C對(duì)網(wǎng)絡(luò)中任意w或b的偏導(dǎo)數(shù)。一旦我們有了這些偏導(dǎo)數(shù),我們將通過一些常數(shù) α的乘積和該數(shù)量相對(duì)于成本函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)來更新網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)重和偏差。這是流行的梯度下降算法。而偏導(dǎo)數(shù)給出了最大上升的方向。因此,關(guān)于反向傳播算法,我們繼續(xù)查看下文。
我們向相反的方向邁出了一小步——最大下降的方向,也就是將我們帶到成本函數(shù)的局部最小值的方向。
圖示演示:

反向傳播算法中Sigmoid函數(shù)代碼演示:
# 實(shí)現(xiàn) sigmoid 函數(shù) return 1 / (1 + np.exp(-x)) def sigmoid_derivative(x): # sigmoid 導(dǎo)數(shù)的計(jì)算 return sigmoid(x)*(1-sigmoid(x))
反向傳播算法中ReLU 函數(shù)導(dǎo)數(shù)函數(shù)代碼演示:
def relu_derivative(x): # ReLU 函數(shù)的導(dǎo)數(shù) d = np.array(x, copy=True) # 用于保存梯度的張量 d[x < 0] = 0 # 元素為負(fù)的導(dǎo)數(shù)為 0 d[x >= 0] = 1 # 元素為正的導(dǎo)數(shù)為 1 return d
實(shí)例擴(kuò)展:
BP反向傳播算法Python簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)
import numpy as np
# "pd" 偏導(dǎo)
def sigmoid(x):
return 1 / (1 + np.exp(-x))
def sigmoidDerivationx(y):
return y * (1 - y)
if __name__ == "__main__":
#初始化
bias = [0.35, 0.60]
weight = [0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55]
output_layer_weights = [0.4, 0.45, 0.5, 0.55]
i1 = 0.05
i2 = 0.10
target1 = 0.01
target2 = 0.99
alpha = 0.5 #學(xué)習(xí)速率
numIter = 10000 #迭代次數(shù)
for i in range(numIter):
#正向傳播
neth1 = i1*weight[1-1] + i2*weight[2-1] + bias[0]
neth2 = i1*weight[3-1] + i2*weight[4-1] + bias[0]
outh1 = sigmoid(neth1)
outh2 = sigmoid(neth2)
neto1 = outh1*weight[5-1] + outh2*weight[6-1] + bias[1]
neto2 = outh2*weight[7-1] + outh2*weight[8-1] + bias[1]
outo1 = sigmoid(neto1)
outo2 = sigmoid(neto2)
print(str(i) + ", target1 : " + str(target1-outo1) + ", target2 : " + str(target2-outo2))
if i == numIter-1:
print("lastst result : " + str(outo1) + " " + str(outo2))
#反向傳播
#計(jì)算w5-w8(輸出層權(quán)重)的誤差
pdEOuto1 = - (target1 - outo1)
pdOuto1Neto1 = sigmoidDerivationx(outo1)
pdNeto1W5 = outh1
pdEW5 = pdEOuto1 * pdOuto1Neto1 * pdNeto1W5
pdNeto1W6 = outh2
pdEW6 = pdEOuto1 * pdOuto1Neto1 * pdNeto1W6
pdEOuto2 = - (target2 - outo2)
pdOuto2Neto2 = sigmoidDerivationx(outo2)
pdNeto1W7 = outh1
pdEW7 = pdEOuto2 * pdOuto2Neto2 * pdNeto1W7
pdNeto1W8 = outh2
pdEW8 = pdEOuto2 * pdOuto2Neto2 * pdNeto1W8
# 計(jì)算w1-w4(輸出層權(quán)重)的誤差
pdEOuto1 = - (target1 - outo1) #之前算過
pdEOuto2 = - (target2 - outo2) #之前算過
pdOuto1Neto1 = sigmoidDerivationx(outo1) #之前算過
pdOuto2Neto2 = sigmoidDerivationx(outo2) #之前算過
pdNeto1Outh1 = weight[5-1]
pdNeto2Outh2 = weight[7-1]
pdEOuth1 = pdEOuto1 * pdOuto1Neto1 * pdNeto1Outh1 + pdEOuto2 * pdOuto2Neto2 * pdNeto1Outh1
pdOuth1Neth1 = sigmoidDerivationx(outh1)
pdNeth1W1 = i1
pdNeth1W2 = i2
pdEW1 = pdEOuth1 * pdOuth1Neth1 * pdNeth1W1
pdEW2 = pdEOuth1 * pdOuth1Neth1 * pdNeth1W2
pdNeto1Outh2 = weight[6-1]
pdNeto2Outh2 = weight[8-1]
pdOuth2Neth2 = sigmoidDerivationx(outh2)
pdNeth2W3 = i1
pdNeth2W4 = i2
pdEOuth2 = pdEOuto1 * pdOuto1Neto1 * pdNeto1Outh2 + pdEOuto2 * pdOuto2Neto2 * pdNeto2Outh2
pdEW3 = pdEOuth2 * pdOuth2Neth2 * pdNeth2W3
pdEW4 = pdEOuth2 * pdOuth2Neth2 * pdNeth2W4
#權(quán)重更新
weight[1-1] = weight[1-1] - alpha * pdEW1
weight[2-1] = weight[2-1] - alpha * pdEW2
weight[3-1] = weight[3-1] - alpha * pdEW3
weight[4-1] = weight[4-1] - alpha * pdEW4
weight[5-1] = weight[5-1] - alpha * pdEW5
weight[6-1] = weight[6-1] - alpha * pdEW6
weight[7-1] = weight[7-1] - alpha * pdEW7
weight[8-1] = weight[8-1] - alpha * pdEW8
# print(weight[1-1])
# print(weight[2-1])
# print(weight[3-1])
# print(weight[4-1])
# print(weight[5-1])
# print(weight[6-1])
# print(weight[7-1])
# print(weight[8-1])
到此這篇關(guān)于python里反向傳播算法詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python里反向傳播算法是什么內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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