【期中复习】深度学习

机器（深度）学习的四大核心要素

数据、模型、性能度量（目标函数）、优化方法

为什么深度学习，不增加网络宽度

• 增加深度使得学习高层次、抽象特征成为可能
• 相比于增加宽度，增加深度的学习效率更高。比如对于一些要学习的多项式函数，浅层网络需要指数增长的神经元个数，其拟合效果才能匹配上多项式增长的深层网络
  宽度的优点：增加宽度会增加模型的记忆能力

黑盒模型的问题

数据安全隐患、输出不可信、模型改进局限、模型应用局限

计算图

线性神经网络

• 模型
  

• 性能度量
  

• 优化方法
  

梯度下降

学习率

优化方法

softmax函数用于多分类

• 可用：量化样本间的相对大小(等比例缩放不变)
• 概率：每个样本取值范围[0,1],总和等于1
• 可训练：可微分

交叉熵

线性回归与softmax回归的对比

为什么需要非线性激活函数

因为是线性的，神经网络虽然引入了隐藏层，却依然等价于一个单层神经网络

感知机

线性回归、softmax回归、感知机和支持向量机的比较

sigmoid激活函数

• 优点
  （0-1），平滑、多标签分类
• 缺点
  梯度消失、更新效率低

双曲正切（tanh）激活函数

• 优点
  （-1，1），平滑，更新效率高
• 缺点
  梯度消失

线性（ReLU）修正函数

MLP

K折交叉验证

估计模型的复杂度

数据复杂度

欠拟合和过拟合

欠拟合和过拟合的原因

正则化

Dropout

梯度爆炸和梯度消失

权重初始化

参数初始化