我目前正在学习两门关于深度学习的讲座。让我感到困惑的是,当他们构建输入矩阵X时,两门讲座在符号表示上存在差异。
在Coursera的讲座中,他们将矩阵X的形状设置为(特征数量,样本数量),这样样本是垂直堆叠的。相反,另一门讲座则是将样本水平堆叠,因此每一行代表一个样本。
是什么导致了这种差异?我应该遵循哪一种方式?
回答:
这里有几个需要解答的问题:
首先 我们先假设我们的神经网络只有一个层,并且批次中只有一个样本,你会垂直堆叠特征,因为这样做更直观,
如上图所示,每个特征将由一个输入节点表示,所以如果你有多个样本,按照(特征数量,样本数量)的形状排列它们是有意义的。在继续下一部分之前,请确保你正确理解了这一部分。
第二部分 现在当我们想要移动到下一层时,我们希望使前一层的输出看起来像是这一层的输入,所以我们希望输入的形状是(隐藏层数量,样本数量),以便我们能够一致地可视化每一层,现在我们还需要前馈,为此在隐藏层的权重矩阵中,我们有形状(前一层特征/神经元数量,当前层特征/神经元数量),为了保持一致性,我们必须在乘以X之前转置权重矩阵(W)。我希望这解释了为什么我们要列堆叠样本。
现在我们来讨论为什么有时它们被表示为水平堆叠,答案是因为这样计算成本和损失更加直观,你的输出层y作为垂直列堆叠,你的预测y_hat也是垂直列堆叠,这样y – y_hat这样的语句比它们水平堆叠且不是向量时更加直观。
那么我们应该从中学到什么,在训练时输入数据,我们将它们堆叠为(特征数量,样本数量)的形状,以保持整个网络的一致性和直观性,并且我们垂直堆叠样本以获得Y作为向量。在实践中,人们通常避免垂直堆叠样本,他们只是从水平堆叠中获取y或你输出向量的转置,但一开始有这种可视化是好的。
编辑 此外,要表示输入数据,例如当它以类似Excel、CSV、DataFrame等的表格结构表示时,样本是垂直堆叠的。
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