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理解sigmoid函数在神经网络权重更新中的作用

发布时间:2023-12-19 03:49:46

sigmoid函数在神经网络权重更新中的作用是用于将神经元的激活值压缩到0到1之间的范围内,从而将连续的输入值转化为概率输出。

sigmoid函数的数学表达式为:

f(x) = 1 / (1 + e^(-x))

其中,x为加权输入值,f(x)为经过sigmoid函数变换后的输出值。

在神经网络中,我们通常会通过梯度下降算法来更新神经元的权重,以使得神经网络的输出能够更好地拟合训练数据。当使用sigmoid函数作为激活函数时,它的导数可以帮助我们计算梯度,从而进行权重的更新。

下面以一个简单的二分类问题为例说明sigmoid函数在神经网络权重更新中的作用。

假设我们有一个包含两个输入特征的神经网络,每个输入特征通过一个权重与对应的神经元连接。我们使用sigmoid函数作为激活函数,将最终的输出值映射到0到1之间的范围。

首先,我们需要初始化权重值,可以随机选择一个较小的值。

然后,对于每个训练样本,我们将输入特征与对应权重相乘并求和,得到加权输入值。然后,我们将加权输入值放入sigmoid函数中,计算出神经元的输出值。

接下来,我们计算输出值与真实标签之间的误差,通过梯度下降算法来更新权重值。

根据梯度下降算法的更新规则,我们需要计算输出值对加权输入的导数,即sigmoid函数的导数。通过链式法则,可以得出:

?output/?weighted_input = output * (1 - output)

然后,我们将导数与误差相乘,得到误差对加权输入的导数。接着,我们将该导数与输入特征相乘,并乘以一个学习率的值,得到要更新的权重。

最后,我们用新的权重值再次计算加权输入值和输出值,重复上述步骤直到达到预定的收敛条件。

通过使用sigmoid函数作为激活函数,我们可以将神经网络的输出值限制在0到1之间的范围内,使其更容易解释为概率。并且,sigmoid函数的导数能够帮助我们计算梯度,从而实现权重的更新,提高神经网络的拟合能力。

综上所述,sigmoid函数在神经网络权重更新中起到了将连续的输入转化为概率输出,并提供梯度信息用于更新权重的作用。