用比喻解釋計算圖的正向傳播和反向傳播
想象你在經營一家咖啡店,你的目標是制作一杯完美的咖啡,讓顧客滿意(相當于機器學習中的損失函數最小化)。整個咖啡制作過程可以類比為計算圖的正向傳播和反向傳播。
正向傳播:制作咖啡的過程
正向傳播就像咖啡的制作過程,你按照一定的步驟(計算圖)從原材料(輸入)制作出一杯咖啡(輸出)。假設咖啡的味道由咖啡豆的質量、沖泡時間、牛奶量、糖的多少等因素決定(相當于神經網絡的參數)。
1
選取咖啡豆(輸入數據)
你挑選一批咖啡豆(就像神經網絡接受數據輸入)。
2
研磨咖啡豆,注入熱水(神經網絡的計算)
你決定研磨的粗細(類似于模型的權重參數)。
倒入熱水沖泡(相當于數據在神經網絡中的傳播過程)。
3
加入牛奶和糖(參數調整)
你決定添加多少牛奶、多少糖(這些就像神經網絡的可訓練參數)。
4
顧客品嘗咖啡,給出評分(計算損失)
顧客喝了一口咖啡,給出評分(類似于計算誤差
損失函數)。
如果顧客覺得味道剛剛好,那么你的咖啡配方是完美的;如果味道不對,你需要調整配方。
反向傳播:調整咖啡配方的過程
反向傳播就像顧客給出反饋后,你根據反饋調整咖啡配方,讓咖啡味道更接近完美(損失函數最小化)。
1
顧客覺得咖啡太苦(損失計算)
評分較低,說明咖啡太苦,損失較大(誤差大)。
2
分析問題(計算梯度)
你分析導致苦味的原因:
研磨得太細了?(相當于權重太大)
沖泡時間太長?(相當于學習率過高)
沒加夠牛奶和糖?(參數不合適)
3
調整咖啡制作方法(梯度下降)
你減少沖泡時間,或者增加一點牛奶和糖,讓味道更均衡(相當于沿著梯度方向更新參數)。
4
重新制作咖啡,再次測試(優化迭代)
你按照新的調整重新制作一杯咖啡,讓顧客再次品嘗并評分。
這個過程不斷重復,直到顧客滿意(損失降低到最優值)。
總結
正向傳播:按照固定步驟制作咖啡,計算最終味道(輸出)。
反向傳播:如果味道不對,顧客給出反饋(計算損失),你分析問題并調整配方(計算梯度,優化參數)。
目標:通過不斷調整配方,讓咖啡達到最佳味道(最小化損失函數)。
這就像神經網絡訓練的過程:
1
正向傳播計算輸出(制作咖啡)。
2
計算誤差(顧客反饋)。
3
反向傳播計算梯度,調整參數(調整咖啡配方)。
4
重復訓練,直到模型收斂(制作出完美的咖啡)。
希望這個比喻能幫你理解計算圖的正向傳播和反向傳播!
計算圖是我接觸的第一個ai概念,哈哈,分享一下學習筆記,我的生活就是這樣,不斷學習,不斷寫作