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神经网络的有效信息计算
(查看源代码)
2025年6月14日 (六) 11:22的版本
添加549字节
、
2025年6月14日 (六) 11:22
→定义输入输出空间与噪声模型
第91行:
第91行:
2. 输出空间与噪声模型:
2. 输出空间与噪声模型:
−
输出
<math>Y = \mu(X)</math>,其中 <math>\mu</math>
是神经网络的确定性映射。
+
−
噪声模型假设:
+
由于神经网络的输出
<math>Y = \mu(X)</math>,其中 <math>\mu</math>
代表了神经网络的确定性映射,故而我们可以将这一确定性的映射关系看做一个近似的高斯分布,即我们假设有如下噪声模型:
−
高斯分布(使用均方误差损失时):
+
−
<math> p(Y|X) = \frac{1}{\sqrt{(2\pi)^m|\Sigma|}} \exp\left(-\frac{1}{2}(Y - \mu(X))^T \Sigma^{-1} (Y - \mu(X))\right), </math>
+
<math> p(Y|X) = \frac{1}{\sqrt{(2\pi)^m|\Sigma|}} \exp\left(-\frac{1}{2}(Y - \mu(X))^T \Sigma^{-1} (Y - \mu(X))\right), </math>
−
其中
<math>\Sigma = \operatorname{diag}(\sigma_1^2, \dots, \sigma_m^2)</math>
,
<math>\sigma_i</math> 为第 <math>i</math>
维输出的标准差。
+
−
拉普拉斯分布(使用平均绝对误差损失时):
+
这是一个以[math]\mu(X)[/math]为均值,以
<math>\Sigma = \operatorname{diag}(\sigma_1^2, \dots, \sigma_m^2)</math>
为协方差矩阵的高斯分布,其中
<math>\sigma_i</math> 为第 <math>i</math>
维上的标准差。在实际运算中,[math]\sigma_i[/math]通常由第[math]i[/math]个维度输出值的[[均方误差]](Mean Square Error, 简称MSE)误差。对于隐含层节点,这一标准差可以由输出神经元经过[[误差反传算法]]而计算出来。
+
+
除了使用高斯分布,我们也可以等价地使用拉普拉斯分布:
<math> p(Y|X) = \prod_{i=1}^m \frac{1}{2b_i} \exp\left(-\frac{|y_i - \mu_i(X)|}{b_i}\right), </math>
<math> p(Y|X) = \prod_{i=1}^m \frac{1}{2b_i} \exp\left(-\frac{|y_i - \mu_i(X)|}{b_i}\right), </math>
−
其中 <math>b_i</math> 为第 <math>i</math>
维输出的尺度参数。
+
其中 <math>b_i</math> 为第 <math>i</math>
维输出的误差,可以由输出神经元的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE误差)或经由[[梯度反传算法]]计算得到。
==== 计算雅可比矩阵====
==== 计算雅可比矩阵====
Jake
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