神经网络中BP算法的推导

神经网络BP算法的推导

有关BP算法推导的文章数不胜数,但是好多只讲到了单样本的BP算法的推导,有些虽然讲到了多样本的BP算法的推导,但是没讲清楚甚至是讲错了的都有一些。

1. 单样本BP算法推导

关于单样本BP算法的推导,我以两层神经网络为例,即整个神经网络包含输入层、隐含层(一层)、输出层。如下神经网络中BP算法的推导
其中a[0]的计算如下
神经网络中BP算法的推导
假定layer_1和layer_2的**函数都是sigmoid函数,假设是二分类问题,损失函数为交叉熵函数。
基本的正向传播公式如下:
神经网络中BP算法的推导
根据基本的正向传播公式可得到反向传播公式:
神经网络中BP算法的推导
【注】上面公式中星号表示矩阵的乘法,点成表示对应元素相乘,上面公式推导其实涉及矩阵求导的一些基础知识,但是凭直觉以及各个量的维度关系也可以推导出这些公式。
下面是各个量的维度:
神经网络中BP算法的推导

2. 多样本BP算法推导

继续延续上述的神经网络进行讲解
现在不是一个样本了而是多个样本,所以现在a和z的维度都要发生相应的改变,体现在维度一上。例:
神经网络中BP算法的推导
神经网络中BP算法的推导