在这一部分中,我们将设计一个简单的算法来区分猫图像和狗图像。我们将使用神经网络思维方式建立Logistic回归模型。下图解释了为什么Logistic回归实际上是一个非常简单的神经网络(一个神经元):
我们算法的一部分:
我们将用来构建“神经网络”的主要步骤是:
·定义模型结构(数据形状)。·初始化模型参数。·通过最小化成本了解模型参数:-计算电流损耗(前向传播)。-计算电流梯度(反向传播)。-更新参数(梯度下降)。·使用学习的参数(在测试集上)进行预测。·分析结果并结束教程。
我们将分别构建上述部分,然后将它们集成到一个名为model()的函数中。
在我们的第一部分教程中,我们已经编写了一个sigmoid函数,因此我将从那里复制它:
正向传播:
首先,权重和偏差值通过模型向前传播,以得到预测的输出。在每个神经元/节点,输入的线性组合然后乘以激活函数-在我们的例子中是Sigmoid函数。在这个过程中,权重和偏差从输入传播到输出称为前向传播。在达到预测输出后,计算训练示例的损失。
以下是一个示例的前向传播算法的数学表达式:
然后,通过对所有训练示例求和来计算成本:
我们最终的前向传播成本函数将如下所示:
反向传播:
反向传播是计算从损失函数返回到输入的偏导数的过程。我们正在更新w和b的值,这些值使我们达到最小值。写出从da开始的偏导数会很有帮助,看看如何得到dw和db。
反向传播的数学表达式(计算导数):
对前向和后向传播进行编码:
因此,我们将实现上面解释的函数,但首先,让我们看看输入和输出是什么:
参数:
W-权重,大小的NumPy数组(行*列*通道,1);b-偏置,标量;X-大小的数据(行*列*通道,示例数);Y-大小的真“标签”向量(如果是狗,则包含0;如果是猫,则包含1);大小(1,示例数)。
返回:
Logistic回归的成本-成本;dw-损失相对于w的梯度,形状与w相同;db-损失相对于b的梯度,形状与b相同。
以下是我们在视频教程中编写的代码:
让我们用示例数据测试一下上面的函数:
因此,您应该获得:
完整教程代码:
结论:
因此,在本教程中,我们定义了通用学习体系结构,并定义了实现学习模型所需的步骤。我解释了什么是前向传播和后向传播,我们学习了如何在代码中实现它们。在下一教程中,我们将继续介绍优化算法。
最初发表于https://pylessons.com/Logistic-Regression-part5https://pylessons.com/Logistic-Regression-part5
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