激活函數︰連接感知機和神經網絡的橋梁
要理解激活函數如何把簡單的感知機變成復雜的神經網絡,我們可以用一個故事和一個比喻來說明。
故事比喻︰魔法學院的考核門
在一座神秘的魔法學院里,有許多魔法師想要進入更高等級的殿堂學習更強大的法術。但這座學院設有一道道考核門,每一扇門都會評估魔法師的潛力,決定他們是否有資格進入下一層。
這些考核門,就像神經網絡中的激活函數,它們決定哪些信息可以繼續往下傳遞,哪些信息應該被忽略。
激活函數的作用︰篩選並放大關鍵信息
每個魔法師在進入考核門之前,都需要經過以下流程︰
1. 計算魔力值感知機的加權求和)
? 每個魔法師的能力不同,有些擅長火球術,有些擅長治愈術,還有些只是普通人。
? 在進入考核門之前,學院的考官會對每位魔法師的天賦進行加權評分相當于神經網絡的加權求和)。
? 比如,火系魔法的分數高,治療系魔法的分數低,不同魔法的權重不同。
比喻︰ 這就像感知機中的線性計算,它只是單純地累加輸入信息,但還沒有真正決定“誰能晉級”。
2. 進入考核門激活函數的作用)
? 魔法學院的考核門不會讓所有魔法師都進入下一層,它會根據他們的魔力值來篩選︰
? 如果魔力值太低,考核門會直接關閉相當于 reu 函數把負值變成 0)。
? 如果魔力值很高,考核門會全力開啟,讓魔法師順利通過相當于 sigoid 或 reu 把大數保留)。
? 如果魔力值一般,考核門可能會半開半閉,讓部分魔法師勉強進入相當于 sigoid 在 0 附近平滑過渡)。
比喻︰ 這個考核門就是激活函數,它決定哪些信息魔法師)能繼續傳遞,哪些信息魔法師)會被屏蔽。
3. 進入下一層神經網絡的深度學習)
? 通過考核門的魔法師,進入更高級的學院,學習更復雜的魔法。
? 這一層的導師會根據他們的技能,進一步篩選、訓練,並將合格者送往更高層次的殿堂。
? 只有經歷多層訓練的魔法師,最終才能成為大魔導師神經網絡最終完成學習和預測)。
比喻︰ 這就像一個深度神經網絡,每一層的激活函數確保只有最有價值的信息傳遞到下一層,最終形成一個強大的 ai 預測模型。
另一種比喻︰激活函數 = 交通信號燈
想象一個龐大的城市交通網絡,有成千上萬個路口,每個路口都設有交通信號燈,它們的作用就類似于神經網絡的激活函數。
1. 車輛行駛輸入層)
? 每個路口都會收到大量的車流輸入數據)。
2. 紅綠燈控制激活函數)
? 如果車流量太小輸入值低),紅燈阻止車輛前進reu 設為 0)。
? 如果車流量很大輸入值高),綠燈放行reu 設為正值)。<oid 平滑輸出),讓車輛有一定概率通行。
3. 進入下一個路口下一層神經元)
? 只有經過激活信號篩選的車流,才能繼續向下一個路口前進,直到最終到達目的地最終的 ai 預測結果)。
比喻︰
? 如果沒有交通信號燈沒有激活函數),所有車都會無差別前進,導致整個交通系統混亂神經網絡失效)。
? 不同的路口可以使用不同的信號燈策略不同類型的激活函數,如 reu、sigoid、tanh)。
? 只有經過信號燈篩選的車流,才能形成一個高效的交通網絡高效的神經網絡)。
結論︰激活函數的關鍵作用
1. 感知機只能做簡單的線性計算,但激活函數讓它變得非線性,使得神經網絡能學習更復雜的模式。
2. 激活函數就像“考核門”或“交通信號燈”,確保只有最重要的信息能傳遞到下一層,幫助 ai 進行深度學習。
3. 不同的激活函數適用于不同的任務,就像不同的考試規則或信號燈系統,影響整個學習和預測的效果。
思考︰如果沒有激活函數,神經網絡會變成什麼樣?你覺得哪種激活函數最適合不同的任務?
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