神经网络是人工智能领域的核心工具,其数学原理涵盖线性代数、概率统计和优化理论等。以下是关键知识点梳理:
1. 基本概念
- 神经元模型:模仿生物神经元的计算单元,通过加权输入与激活函数输出
- 网络结构:包含输入层、隐藏层和输出层,层间通过权重矩阵连接
- 损失函数:衡量预测结果与真实标签的误差,如均方误差(MSE)或交叉熵(CrossEntropy)
2. 核心数学原理
- 激活函数:引入非线性特性,常见类型包括:
- Sigmoid 📈
- ReLU 🔥
- Tanh 🧮
- 梯度下降:通过链式法则计算梯度,迭代优化参数
- 反向传播:利用偏导数进行误差反向传递,更新权重
3. 学习算法
- 批量梯度下降(Batch GD):使用全部训练数据计算梯度
- 随机梯度下降(Stochastic GD):每次迭代随机选择一个样本
- 小批量梯度下降(Mini-batch GD):折中方案,使用部分数据集
4. 应用实例
- 图像识别:卷积神经网络(CNN)
- 自然语言处理:循环神经网络(RNN)
- 强化学习:深度Q网络(DQN)
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