平方损失函数为例的BP的关键公式推导
看了刘建平老师的博客https://www.cnblogs.com/pinard/p/6422831.html对如下其中两个公式进行详细推导
损失函数为(大写字母为矩阵,小写字母字母加粗为列向量,其中\(W^L\)的维度为\(M_L*M_{L-1}\),即第\(L\)层神经元个数乘以第\(L-1\)层神经元个数):
\]
推导的两个公式如下:
\]
\]
用到两个链式求导法则如下(都来源于刘建平老师博客,链接在文章末尾)
当标量对n个向量进行链式求导,即\(\mathbf{y}_{1} \rightarrow \mathbf{y}_{2} \rightarrow \ldots \rightarrow \mathbf{y}_{\mathbf{n}} \rightarrow z_{1}\),链式求导法则如下:
\]
当\(z=f(\mathbf {y}),\mathbf {y}=X\mathbf {a}+\mathbf {b}\)即\(X\rightarrow \mathbf{y}\rightarrow z\) 其中\(X\)为矩阵,\(\mathbf {y}\)为向量,链式求导结果如下:
\]
先推导第一个公式,考虑如下复合结构(注意最后所求的\(J\)是标量)
\]
其中$$J=\frac{1}{2}\Vert \mathbf{u}^L \Vert_2^2 $$
\]
\]
由公式\((2)\)可得
\]
又有公式\((1)\)可得
\]
其中后半部分比较简单
\]
前半部分向量对向量求导,布局为雅克比矩阵形式,结果如下:
\frac{\partial \sigma\left(z_{1}^{L}\right)}{\partial z_{1}^{L}} & 0 & \cdots & 0 \\
0 & \frac{\partial \sigma\left(z_{2}^{L}\right)}{\partial z_{2}^{L}} & \cdots & 0 \\
\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
0 & 0 & \cdots & \frac{\partial \sigma\left(z_{M_{L}}^{L}\right)}{\partial z_{M_{L}}^{L}}
\end{array}\right)=\operatorname{diag}\left(\sigma^{\prime}\left(\mathbf{z}^{L}\right)\right)
\]
得到的矩阵为对称矩阵,带入到上式,结果为:
\]
故
\]
第二个式子推导就很简单,由公式\((1)\)可得
\]
前半部分为单位矩阵\(E\)后半部分求第一个式子时已经求过,故
\]
参考博客(矩阵向量求导的知识):
求导定义与布局
矩阵向量求导之定义法
矩阵向量求导之微分法法
矩阵向量求导链式法则
平方损失函数为例的BP的关键公式推导的更多相关文章
- LR的损失函数&为何使用-log损失函数而非平方损失函数
https://blog.csdn.net/zrh_CSDN/article/details/80934278 Logistic回归的极大似然估计求解参数的推导: https://blog.csdn. ...
- BP神经网络的公式推导
如果感觉自己看不懂,那就看看我博客的梯度下降法,博文最后的感知机也算最简单的BP神经网络吧,用的也是反馈(w,b):典型梯度下降法 BP网络的结构 BP网络的结构如下图所示,分为输入层(Input), ...
- gbdt xgboost 贼难理解!
https://www.zybuluo.com/yxd/note/611571 https://zhuanlan.zhihu.com/p/29765582 gbdt 在看统计学习方法的时候 理解很吃力 ...
- 机器学习 —— 基础整理(七)前馈神经网络的BP反向传播算法步骤整理
这里把按 [1] 推导的BP算法(Backpropagation)步骤整理一下.突然想整理这个的原因是知乎上看到了一个帅呆了的求矩阵微分的方法(也就是 [2]),不得不感叹作者的功力.[1] 中直接使 ...
- 如何高效的通过BP算法来训练CNN
< Neural Networks Tricks of the Trade.2nd>这本书是收录了1998-2012年在NN上面的一些技巧.原理.算法性文章,对于初学者或者是正在学习NN的 ...
- BP神经网络
秋招刚结束,这俩月没事就学习下斯坦福大学公开课,想学习一下深度学习(这年头不会DL,都不敢说自己懂机器学习),目前学到了神经网络部分,学习起来有点吃力,把之前学的BP(back-progagation ...
- BP神经网络求解异或问题(Python实现)
反向传播算法(Back Propagation)分二步进行,即正向传播和反向传播.这两个过程简述如下: 1.正向传播 输入的样本从输入层经过隐单元一层一层进行处理,传向输出层:在逐层处理的过程中.在输 ...
- Python3 BP神经网络
转自麦子学院 """ network.py ~~~~~~~~~~ A module to implement the stochastic gradient descen ...
- 从 0 开始机器学习 - 神经网络反向 BP 算法!
最近一个月项目好忙,终于挤出时间把这篇 BP 算法基本思想写完了,公式的推导放到下一篇讲吧. 一.神经网络的代价函数 神经网络可以看做是复杂逻辑回归的组合,因此与其类似,我们训练神经网络也要定义代价函 ...
- DL基础补全计划(一)---线性回归及示例(Pytorch,平方损失)
PS:要转载请注明出处,本人版权所有. PS: 这个只是基于<我自己>的理解, 如果和你的原则及想法相冲突,请谅解,勿喷. 前置说明 本文作为本人csdn blog的主站的备份.(Bl ...
随机推荐
- Nginx/1.13.3热升级1.21.6
背景: 根据其服务器响应标头,安装的 nginx 版本为低于 1.16.1 的 1.9.5,或是低于 1.17.3 的 1.17.x.因此,它受到多种拒绝服务漏洞的影响: - HTTP/2 协议堆栈中 ...
- EXE项目和DLL项目远程调试、Props设置说明
通用宏设置 exe项目根据平台.配置设置输出路径: dll项目根据平台.配置设置输出路径,dll文件.lib文件分别输出到自己的路径: 中间文件根据平台.配置.项目设置输出路径: 设置远程调试命令.远 ...
- 数据仓库服务 GaussDB(DWS)
官网:总体介绍 https://support.huaweicloud.com/dws/index.html 部分源码解读 https://my.oschina.net/gaussdb?tab=new ...
- (Yocto)Imx8mp的时间结构
1.构成图 #kernel\time\timekeeping.c #drivers\rtc\class.c 1.time date source 解释 rx8010sj: 自己定制的开发板 ...
- OSPF配置常用命令知识总结
OSPF配置常用命令知识总结 1.display ospf abr-asbr 命令用来显示OSPF的区域边界路由器和自治系统边界路由器信息. [R3]dis ospf abr-asbr OSPF Pr ...
- 询问chatGPT的一些问题
- CUDA的新功能
CUDA 9: 配合Volta架构推出: 1. 新的多线程编程范式.Cooperative Groups 2. 优化算法库 CUDA10: 配合Turing架构推出. 1. 新增了对TensorCor ...
- git的基本操作(一)
pwd: 显示当前所在的目录路径 ls: 列出当前目录的所有文件 touch: 新建一个文件 rm:删除一个文件 mkdir:新建一个目录 rm -r:删除一个目录 mv:移动一个文件到另一个文件中 ...
- 这些有用的CSS伪类通常被忽略
这些有用的CSS伪类通常被忽略 这篇文章在一定程度上鼓励你在构建UI时使用更简单的CSS和更少的JavaScript. ::first-line 选择文本的第一行 这个选择器用于选取指定选择器的首 ...
- b站
题目描述 n条鱼,每条鱼的体积是ai 每一轮,每一条鱼一定会吃掉右边比自己小的第一条鱼,一条鱼只能被吃一次. 多少轮后,鱼的数量会稳定. 例子: 6 6 3 3 --> 6 6 3(第二个3)- ...