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为了研究深度神经网络(DNN)在学习过程中因果结构的变化,我们使用了两个经典的分类任务来训练网络:Iris<ref>R. A. Fisher. The Design of Experiments. The American Mathematical Monthly, 43(3):180, 1936. ISSN 00029890. doi: 10.2307/2300364.</ref>和MNIST<ref>Yann LeCun, Corinna Cortes, and CJ Burges. Mnist handwritten digit database. ATT Labs [Online]. Available: <nowiki>http://yann.lecun.com/exdb/mnist</nowiki>, 2, 2010.</ref>。通过跟踪[[有效信息]]变化,我们能够揭示网络内部因果结构的演化,并进一步说明复杂度对因果结构的影响。
 
为了研究深度神经网络(DNN)在学习过程中因果结构的变化,我们使用了两个经典的分类任务来训练网络:Iris<ref>R. A. Fisher. The Design of Experiments. The American Mathematical Monthly, 43(3):180, 1936. ISSN 00029890. doi: 10.2307/2300364.</ref>和MNIST<ref>Yann LeCun, Corinna Cortes, and CJ Burges. Mnist handwritten digit database. ATT Labs [Online]. Available: <nowiki>http://yann.lecun.com/exdb/mnist</nowiki>, 2, 2010.</ref>。通过跟踪[[有效信息]]变化,我们能够揭示网络内部因果结构的演化,并进一步说明复杂度对因果结构的影响。
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训练过程我们使用以下架构。(1)Iris任务:我们使用了一个四层神经网络,结构为4→5→5→3。输入层有4个神经元,对应Iris数据集的4个特征(如花萼长度、花萼宽度等);两个隐藏层各有5个神经元;输出层有3个神经元,对应3种鸢尾花的分类。(2)MNIST任务:我们使用了一个四层神经网络,结构为25→6→6→5。输入层有25个神经元,对应5x5的输入图像(原始MNIST图像为28x28,我们进行了降维处理);两个隐藏层各有6个神经元;输出层有5个神经元,对应数字0到4的分类(我们删除了数字5到9以简化任务)。
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训练过程我们使用以下架构。(1)Iris任务:我们使用了一个四层神经网络,结构为4→5→5→3。输入层有4个神经元,对应Iris数据集的4个特征(如花萼长度、花萼宽度等);两个隐藏层各有5个神经元;输出层有3个神经元,对应3种鸢尾花的分类。(2)MNIST任务:我们使用了一个五层神经网络,结构为25→6→6→6→5。输入层有25个神经元,对应5x5的输入图像(原始MNIST图像为28x28,我们进行了降维处理);三个隐藏层各有6个神经元;输出层有5个神经元,对应数字0到4的分类(我们删除了数字5到9以简化任务)。
    
在训练参数上的选取上如下。我们使用均方误差(MSE)作为损失函数,梯度下降作为优化算法,学习率为0.01。Iris网络训练了4000个epoch,批量大小为10;MNIST网络训练了500个epoch,批量大小为50。权重初始化采用均匀分布,确保初始权重在合理范围内。权重从以下分布中采样:
 
在训练参数上的选取上如下。我们使用均方误差(MSE)作为损失函数,梯度下降作为优化算法,学习率为0.01。Iris网络训练了4000个epoch,批量大小为10;MNIST网络训练了500个epoch,批量大小为50。权重初始化采用均匀分布,确保初始权重在合理范围内。权重从以下分布中采样:
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