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Posted 2021-01-27 kamekin

 

第四周：深层神经网络(Deep Neural Networks)

1、深层神经网络（Deep L-layer neural network）

在打算使用深层神经网络之前，先去尝试逻辑回归，尝试一层然后两层隐含层，把隐含层的数量看做是另一个可以自由选择大小的超参数，然后再保留交叉验证数据上评估，或者用你的开发集来评估。

 

2、前向传播和反向传播（Forward and backward propagation）

前向传播：

 

反向传播：

3、为什么使用深层表示？（Why deep representations?）

 

 

假设，建立一个人脸识别或是人脸检测系统，深度神经网络所做的事就是，当你输入一张脸部的照片，可以把深度神经网络的第一层，当成一个特征探测器或者边缘探测器。

第一张大图中的小方块（第一行第一列）就是一个隐藏单元，它会去找这张照片里（“|”）边缘的方向。那么这个隐藏单元（第四行第五列），可能是在找（“—”）水平向的边缘在哪里。

 我们可以把照片里组成边缘的像素们放在一起看，然后它可以把被探测到的边缘组合成面部的不同部分（第二张大图）。比如说，可能有一个神经元会去找眼睛的部分，另外还有别的在找鼻子的部分，然后把这许多的边缘结合在一起，就可以开始检测人脸的不同部分。最后再把这些部分放在一起，比如鼻子眼睛下巴，就可以识别或是探测不同的人脸（第三张大图）。

 

4、参数VS超参数（Parameters vs Hyperparameters）

 算法中的learning rate （学习率）、iterations(梯度下降法循环的数量)、L（隐藏层数目）、n^L（隐藏层单元数目）、choice of activation function（激活函数的选择），这些数字实际上控制了最后的参数W和b的值，所以它们被称作超参数。

 

如何寻找超参数的最优值？

Idea—Code—Experiment—Idea这个循环，尝试各种不同的参数，实现模型并观察是否成功，然后再迭代。

例如，通常你有个想法，比如你可能大致知道一个最好的学习率值，可能说a=0.01最好，我会想先试试看，然后你可以实际试一下，训练一下看看效果如何。

然后基于尝试的结果你会发现，你觉得学习率设定再提高到0.05会比较好。如果你不确定什么值是最好的，你大可以先试试一个学习率a，再看看损失函数J的值有没有下降。

然后你可以试一试大一些的值，然后发现损失函数的值增加并发散了。然后可能试试其他数，看结果是否下降的很快或者收敛到在更高的位置。

你可能尝试不同a的并观察损失函数J怎么变换，如果这个a值会加快学习过程，并且收敛在更低的损失函数值上（箭头标识），那么就确定使用这个a值。