翟晓鹰 作品

第561章 用故事解释误差反向传播法

故事:国王的信使与误差反向传播

在古老的王国里,国王希望自己的弓箭手训练营能够培养出最强的射手。他设立了一场射箭比赛,要求所有弓箭手向目标射箭,并根据他们的成绩给予奖励或惩罚。

然而,比赛结果并不理想——大部分弓箭手射偏了。国王想知道:箭射歪了,到底是哪个环节出了问题?

于是,他召集了首席教官、弓匠和箭匠,希望找到问题的根源,并逐步改进训练方法。

第一步:发现误差(计算损失)

比赛结束后,国王检查靶子,发现箭矢偏离目标的情况十分严重。有的射到了外环,有的甚至没射中靶。

国王皱着眉头说:“我们需要一个标准来衡量弓箭手的表现。”

于是,他决定:

?目标中心是完美的射击点(理想输出)

?每支箭的落点表示实际输出

?偏差越大,意味着误差越大(损失函数)

国王命令数学师计算每个射手的误差,误差越大,说明问题越严重。

第二步:误差如何产生?(误差的传播)

国王想知道,是谁的责任导致了偏差?

他把弓箭训练分解成多个环节:

1.弓箭手的瞄准(神经网络的最后一层)

2.弓的质量(隐藏层)

3.箭的质量(隐藏层)

4.训练方法(输入层)

如果箭偏离目标,可能是:

?弓箭手没瞄准好(类似于神经网络的输出层计算错误)

?弓有缺陷(类似于隐藏层的权重设置不当)

?箭头不够稳定(类似于特征提取不准确)

?训练方法不对(类似于输入数据有误)

误差反向传播的核心问题就是要找出这些因素对最终误差的贡献,并逐步调整它们。

第三步:误差如何回溯?(反向传播计算梯度)国王决定,不能只惩罚弓箭手,因为问题可能出现在更深层次的环节。他让信使从终点(箭靶)向前传递信息,逐步追查问题的来源。

信使的任务是:

1.先从箭靶出发,检查弓箭手的瞄准情况。

?如果射手的手抖了,误差可能主要来自瞄准(类似于反向传播计算损失对输出层的影响)。