单一感知器持续输出接近0.5的值

我试图创建一个最简单的感知器,只有一个神经元(神经元接受两个输入值,并将它们与权重相乘,然后加上偏置,最后用 sigmoid 函数 (1 / (1 + Math.exp(-x))) 激活它们的和)。通过反向传播来训练它(通过从我获得的输出中减去预期值来获得误差,找到梯度和权重增量,我们用它乘以权重和输入值之间的差异),但在第一次迭代后,我的权重变得非常接近0,并开始产生 sigmoid(0),即0.5(它总是产生从0.48到0.52或接近的数值)。

class Neuron {constructor(){    this.inputs = [1,1];    this.inputWeights = [(Math.random()*2)-1,(Math.random()*2)-1];    this.bias = 0.1;    this.activate = () => {        if(this.inputs.length !== this.inputWeights.length)return "Wrong input length";        let sum = 0;        for(var n = 0; n < this.inputs.length;n++){        sum = sum + (this.inputs[n]*this.inputWeights[n]);              }        sum = sum + this.bias;        //return sigmoid activated value        let activated_output = (1 / (1 + Math.exp(-sum)));        return activated_output;    };    this.error = (predicted,desired) => {        let error = predicted - desired;        let gradient = predicted * (1-predicted);        let weights_delta = error * gradient;        return weights_delta;    };    this.changeWeights = (weights_delta) => {        let info = this.inputWeights[0];        for(var n = 0; n < this.inputWeights.length; n++){            this.inputWeights[n] = (this.inputWeights[n] - this.inputs[n])  * weights_delta * learning_rate;        }        return "first weight changed from " + info + " to " + this.inputWeights[0];    }}}var testNeuron = new Neuron();var learning_rate = 0.05;var dataset = [{ inputs: [1,0], outputs: [1] },{ inputs: [0,1], outputs: [0] }, { inputs: [0.5,0.1], outputs: [1] },{ inputs: [0.1,0.9], outputs: [0] }];//trainvar train = (iterations, data) => {  for(var i = 0; i < iterations; i++){    for(var n = 0; n < data.length; n++){    testNeuron.inputs = data[n].inputs;    console.log(testNeuron.changeWeights(testNeuron.error(testNeuron.activate() , data[n].outputs[0])));    }  }}train(10,dataset);

这是所有代码,我尝试过有和没有偏置的情况,但我觉得我的数学肯定有问题,但我找不到问题出在哪里,因为我是个新手…请帮助我,先生们


回答:

最大的错误是我没有使用任何偏置输入,也没有为它调整权重。如果我们不使用偏置,那么像0,0这样的简单输入将总是返回0,并且没有办法通过调整权重来改变输出。

其次,如果我们看简单的感知器,我们应该使用阈值函数而不是sigmoid函数(虽然sigmoid函数是可能的,但在我看来在这个例子中更慢)。阈值函数是一个简单的函数,如果输出为负则返回0,如果为正则返回1。我重新编写并运行的代码如下所示,增加训练迭代次数会像预期的那样减少错误,谢谢你们

class Perceptron{constructor(){    //bias , input1, input2    this.inputs = [1,0,0];    this.inputWeights = [(Math.random()*2)-1,(Math.random()*2)-1,(Math.random()*2)-1];    this.output = 0;    this.desiredOutput = 0; }//perceptron methods    activate = () => {        let sum = 0;        for(var n = 0; n < this.inputs.length; n++){            sum += this.inputs[n] * this.inputWeights[n];        };        this.output = sum < 0 ? 0 : 1;        this.desiredOutput == this.output ? console.log("Correct answer") : console.log("Incorrect answer");    };    propagate = () => {        let error = this.desiredOutput - this.output;        for(var m = 0; m < this.inputs.length; m++){            let delta = error * this.inputs[m];            this.inputWeights[m] = this.inputWeights[m] + (delta * learningRate);        }     };}let learningRate = 0.1;var train = (iterations) => {    for(var x = 0; x < iterations; x++){        for(var y = 0; y < dataset.length; y++){        perception.inputs = [1,dataset[y][0],dataset[y][1]];        perception.desiredOutput = dataset[y][2];           perception.activate();        perception.propagate();         }    }}   var perception = new Perceptron();//[input1 , input2 , desiredOutput] var dataset = [    [0,0,1],    [1,1,0],    [0.1,0.3,1],    [1.5,1.8,0]];  train(100); 

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