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神经网络基础

hqy hqy 发表于2025-07-17 22:33:04 浏览2 评论0百度已收录

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训练过程(Training Process)

训练神经网络涉及以下步骤:

准备数据:通过 DataLoader 加载数据。定义损失函数和优化器前向传播:计算模型的输出。计算损失:与目标进行比较,得到损失值。反向传播:通过 loss.backward() 计算梯度。更新参数:通过 optimizer.step() 更新模型的参数。重复上述步骤,直到达到预定的训练轮数。

激活函数(Activation Function)

激活函数决定了神经元是否应该被激活。它们是非线性函数,使得神经网络能够学习和执行更复杂的任务。常见的激活函数包括:

Sigmoid:用于二分类问题,输出值在 0 和 1 之间。Tanh:输出值在 -1 和 1 之间,常用于输出层之前。ReLU(Rectified Linear Unit):目前最流行的激活函数之一,定义为 f(x) = max(0, x),有助于解决梯度消失问题。Softmax:常用于多分类问题的输出层,将输出转换为概率分布。

损失函数(Loss Function)

损失函数用于衡量模型的预测值与真实值之间的差异。

常见的损失函数包括:

均方误差(MSELoss):回归问题常用,计算输出与目标值的平方差。交叉熵损失(CrossEntropyLoss):分类问题常用,计算输出和真实标签之间的交叉熵。BCEWithLogitsLoss:二分类问题,结合了 Sigmoid 激活和二元交叉熵损失。

优化器(Optimizer)

优化器负责在训练过程中更新网络的权重和偏置。

常见的优化器包括:

SGD(随机梯度下降)Adam(自适应矩估计)RMSprop(均方根传播)

测试与评估

训练完成后,需要对模型进行测试和评估。

常见的步骤包括:

计算测试集的损失:测试模型在未见过的数据上的表现。计算准确率(Accuracy):对于分类问题,计算正确预测的比例。

神经网络类型

前馈神经网络(Feedforward Neural Networks):数据单向流动,从输入层到输出层,无反馈连接。卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNNs):适用于图像处理,使用卷积层提取空间特征。循环神经网络(Recurrent Neural Networks, RNNs):适用于序列数据,如时间序列分析和自然语言处理,允许信息反馈循环。长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM):一种特殊的RNN,能够学习长期依赖关系。