赠书五本《Python神经⽹络⼊门与实战》
神经⽹络能够解决许多复杂的问题,⽽其中最典型的两类问题就是回归问题和分类问题。本⽂就来简单介绍⼀下究竟什么是回归问题。
所谓回归问题,就是⼀种需要来拟合的问题,例如我们有⼀个待拟合的散点图,如图7.12所⽰,我们要解决的问题就是获得⼀条线来尽可能的穿过最多的点。
图7.12 待拟合散点图⽰例
传统⽅法中,我们可以考虑采⽤⼀次函数、⼆次函数等来拟合这些点,拟合的结果可能如图7.13所⽰,显然如果我们⽤⼀次函数也就是直线来拟合这些点并不合适,⽽⽤⼆次函数来拟合确实⼗分合适的。所以利⽤传统⽅法解决拟合问题时,我们需要提前确定好拟合所采⽤的函数形式。
图7.13 ⼀次函数或⼆次函数拟合
⽽如果采⽤神经⽹络来进⾏拟合,只需要把所有的点都作为训练集输⼊,不⽤确定使⽤何种形式的函数直接开始训练,训练好了就可以获得⼀条⽐较接近我们所期望的曲线。我们的神经⽹络需要⼀个输⼊和⼀个输出,输⼊为x,给⼀个输⼊都会有⼀个y,也就是会确定⼀个散点,如果⽹络训练的合适,这些散点就会很接近样本的散点分布,我们也就解决了这个回归问题。
对应⽣活中的实际问题,⽐如每个点的横坐标代表年份,纵坐标代表某个地区的房价,这样我们训练出的⽹络就具有了预测房价的功能!这就是⽣活中实际的回归问题,类似的问题还有很多,不过某些问题并不是靠⼀个输⼊决定的,所以如果没有合适的输⼊量,预测的房价可不会那么准确哦。
神经⽹络解决的第⼆类典型问题就是分类问题,它要求训练好的⽹络最后的输出为问题的分类,本⼩节就来简单介绍⼀下究竟什么是分类问题。
分类问题简单来说就是给我们的样本进⾏类别的划分,在我们的实际⽣活中经常会⾯临这类问题。例如我们会把猫和狗分成不同的类,具体到不同品种,猫和狗各⾃⼜会分不同的类型,这就是⼀种分类问题。
抽象成散点来说,如图7.17所⽰,我们可以将图中的散点按照坐标分为两类,两种类型分别⼤致分布
在各⾃的区域中。我们如果要解决这个分类问题,就要让训练好的⽹络具有两个输⼊节点,分别输⼊x坐标和y坐标;还要具有两个输出节点,输出分类编码。我们经常采⽤的分类编码在计算机学科中被称为独热编码(One-hot),⽐如如图7.17的散点分类中,我们⼀共分为两类,可以让输出10代表第⼀类,01代表第⼆类。推⼴到多分类上,我们可以让100代表第⼀类,010代表第⼆类,001代表第三类。
图7.17 散点分类
关于⼆分类问题的输出也可以不采⽤独热编码,可以只有⼀个输出,输出的范围在0~1之间,代表输⼊被认定为是第⼀类或第⼆类的概率,这种情况下,输出层的激活函数⼀般采⽤Sigmoid函数。
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