Neural network 线性与非线性神经网络?

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我不熟悉机器学习和神经网络。我知道如何建立一个非线性分类模型,但我目前的问题是连续输出的。我一直在寻找有关神经网络回归的信息,但我所遇到的只是关于线性回归的信息,而与非线性案例无关。这很奇怪,因为为什么会有人用神经网络来解决简单的线性回归呢?这不就像用核弹杀死一只苍蝇吗

所以我的问题是:是什么使神经网络非线性?(隐藏层?非线性激活函数?)还是我对“线性”一词的理解完全错误?线性回归NN能否准确地建模比y=aX+b更复杂的数据集?“线性”一词的用法是否与“逻辑”相反


(我计划使用TensorFlow,但是TensorFlow线性模型教程使用了一个二元分类问题作为例子,所以这对我也没有帮助。)

对于初学者,神经网络可以对任何函数(不仅仅是线性函数)建模看看这个-

神经网络具有非线性激活层,这使神经网络具有非线性元素


将输入和输出关联起来的函数由神经网络及其训练量决定。如果你提供了两个线性关系的变量,那么只要你不过度拟合,你的人际网络就会知道这一点。类似地,一个足够复杂的神经网络可以学习任何函数。

当涉及到非线性回归时,这是指权重如何影响输出。如果一个函数相对于权重不是线性的,那么你的问题就是一个非线性回归问题。例如,让我们看一个有一个隐藏层的前馈神经网络,其中隐藏层中的激活函数是一些函数,而输出层有线性激活函数。鉴于此,数学表示可以是:

在这里,我们假设可以用这个符号对标量和向量进行运算,使它变得简单,和是你打算用回归估计的权重。如果这是线性回归,则等于z,因为这将使y线性依赖于&。但是如果是非线性的,比如说,那么现在y是非线性地依赖于权重的


现在,如果你们理解了所有这些,我很惊讶你们还并没有看到关于非线性的讨论,因为这几乎是所有人在教科书和研究中谈论的。使用随机梯度下降、非线性共轭梯度、RProp和其他方法有助于找到这些非线性回归问题的局部极小值(希望是好的局部极小值),即使通常无法保证全局最优。

从输入到输出的任何非线性都会使网络非线性。在我们通常思考和实现神经网络的方式中,这些非线性来自激活函数

如果我们试图拟合非线性数据,并且只有线性激活函数,我们对非线性数据的最佳近似将是线性的,因为这是我们所能计算的。您可以看到一个示例,其中一个神经网络试图仅使用线性激活函数来拟合非线性数据


然而,如果我们将线性激活函数更改为非线性函数,如ReLu,那么我们可以看到数据的更好的非线性拟合。你可以看到。

我也经历了同样的挣扎,大多数在线课程都使用人工神经网络进行分类,但你从来没有在课程中用它们解决过回归问题

什么使ANN非线性?激活功能。

即使你有一个拥有数千个感知机和隐藏单元的神经网络,如果所有的激活都是线性的(或者根本没有激活),你只是在训练一个简单的线性回归

但要小心,某些激活函数(如sigmoid)具有一系列值,这些值充当线性函数,即使使用非线性激活,您也可能会被线性模型卡住

如何用人工神经网络预测连续产量?与分类时的方式相同。

这是同样的问题,您只需反向传播错误(标签预测)并更新权重。但别忘了将输出层的激活功能更改为连续功能(如果所有标签均为正数或根本不激活输出,则可能重新设置),中间隐藏层可以按您的意愿激活

对于ANN的小型回归问题,您可能需要从非常小的学习率开始,因为会有很多差异,因为误差最初是“无界的”


希望这有帮助:)

因为激活是w*x,这是线性操作,所以需要额外的元素使其非线性。

我不想不礼貌,但当前的答案都与线性激活函数产生的非线性ND多项式有关。就这个问题而言,这根本没有意义

我得到了这一点,因为你将有一个多项式作为目标函数来最小化系数,系数是层系数的乘积,乘积是非线性的。无论如何,如果没有任何额外的约束,这样的系统将永远无法收敛,也毫无意义

所描述的系统不仅是完全不必要的非线性,而且是不适定的。不要为那些导致荒谬的事情争论。原来的问题实际上完全解决了

建立一个分层的“线性神经网络”,并尝试像往常一样使用它。。。然后你会意识到这是行不通的,你浪费了你的时间。 所以除非有充分的理由相信这种不适的事情已经得到了处理,否则我会