如何被逐层转换,最终得到模型的预测输出。
1.
神经网络是复合函数的堆叠
我们可以把一个**深度神经网络(DNN)**看作是多个函数的复合。例如,一个典型的神经网络从输入到输出的计算过程如下:
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:第一层的计算(比如线性变换
+
激活函数)
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:第二层的计算
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:最终输出层
这和复合函数
的概念完全一致,只不过在神经网络中,有更多层的嵌套。
类比故事:AI
也是在“炼制智慧药水”
就像炼金术士艾尔文用多层处理的方法炼制智慧药水一样,AI
也需要一层一层地处理信息:
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第一层:从原始数据中提取基本特征(类似于提取魔法精华)
?
中间层:进一步转换特征,使其更具意义(类似于化学转化)
?
最终层:输出结果,例如预测类别或数值(类似于最终的智慧药水)
2.
反向传播依赖复合函数的链式法则
在
AI
训练过程中,我们要不断优化神经网络,使其预测结果更准确。这依赖于反向传播算法(Backpropagation),它的核心就是链式法则(Chain
Rule),用于计算复合函数的导数。
如果损失函数
是输出
的函数,而
又是隐藏层输出
的函数,那么梯度计算就是:
这说明:
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误差从最后一层向前传播,每一层都通过链式法则计算自己的贡献,逐层调整参数,使模型更精确。
3.
复合函数让神经网络具备更强的表达能力
如果只用一个简单的函数(如线性函数
),AI
只能学到最简单的关系,无法处理复杂的数据模式。而深度神经网络通过复合函数的多层变换,能够学习复杂的非线性关系,比如:
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图像识别(从像素到对象识别)
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语音识别(从音频信号到文本)
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自然语言处理(从句子到语义理解)
这些应用之所以有效,正是因为复合函数的多层嵌套使得
AI
能够学习从低级特征到高级语义的映射。
结论
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神经网络的本质是复合函数,每一层都将前一层的输出作为输入,最终计算出预测结果。
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反向传播依赖于链式法则,用来计算复合函数的梯度,使得模型可以优化。
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复合函数增强了
AI
的学习能力,使神经网络能够逐层提取复杂特征,处理各种高难度任务。
复合函数的概念,是
AI
发展的基石!
第560章 用一个故事解释复合函数[2/2页]