Feedforward Network-前馈网络¶
Feedforward Network(前馈神经网络,简称 FNN)是一种最基本的人工神经网络结构,特点是数据和信号从输入层依次向前传播到输出层,不存在循环或反馈连接。
前馈神经网络(Feedforward Neural Network,简称 FNN)是一种最简单且常见的神经网络架构。在这个网络中,信息只沿一个方向传播,从输入层传递到输出层,而不会形成任何循环或反馈连接。这种结构使得前馈神经网络非常适合解决监督学习问题,如分类和回归任务。
Feedforward Network 的结构¶
输入层(Input Layer):这是网络接收外部数据的地方。每个节点代表一个特征或属性。
隐藏层(Hidden Layers):位于输入层和输出层之间的层称为隐藏层。一个前馈神经网络可以有多个隐藏层,这些层负责提取数据中的抽象特征。每个隐藏层由多个神经元组成,每个神经元执行一个非线性变换。
输出层(Output Layer):这是网络产生预测或结果的地方。输出层的大小取决于任务的性质,例如,在二分类任务中,输出层通常只有一个节点;而在多分类任务中,输出层的节点数等于类别数。
数据流动方式:
信息从输入层传递到隐藏层,再传递到输出层。
信息流动方向是单向的(从输入到输出),没有回流或反馈。
工作原理¶
前向传播:在网络中,数据从前向后流动,每一层的输出作为下一层的输入。每个神经元接收到上一层的加权输入后,加上一个偏置项,再通过激活函数进行非线性变换,产生该神经元的输出。
权重和偏置:权重决定了每个输入对神经元输出的影响程度,偏置则允许模型适应数据的平移变化。权重和偏置是训练过程中通过优化算法(如梯度下降)调整的参数。
激活函数:激活函数引入了非线性,使网络能够学习和表示复杂的映射关系。常用的激活函数包括 Sigmoid、ReLU(Rectified Linear Unit)、tanh 等。
数学公式¶
- \(h^{(l)}\)第 𝑙 层的输出(也称为激活值)
\(ℎ^{(0)}\) :输入数据
前一层的输出是后一层的输入
\(W^{(l)}\) :第 𝑙 层的权重矩阵
\(𝑏^{(𝑙)}\) :第 𝑙 层的偏置向量
\(𝑓\) :激活函数(如 ReLU, Sigmoid, Tanh 等)