avatar

Catalog
万能近似定理(universal approximation theorem )

重要性

万能近似定理是深度学习最根本的理论依据 。In the mathematical theory of artificial neural networks, the universal approximation theorem states that a feed-forward network with a single hidden layer containing a finite number of neurons can approximate continuous functions on compact subsets of R, under mild assumptions on the activation function.

原理

首先言简意赅的说明,万能近似定理实际是以分段函数的方式来拟合任意函数,类似于微积分的思想。

阶跃函数:

11238071-beb666701a2a2f5a

脉冲函数(sigmoid函数):

11238071-124ad906fe7620bc

当我们给激活函数一个参数时,就可以将激活函数看作阶跃函数,比如$ \sigma(t)={1\over1+e^-1000t}$,此时就算给t一个很小的值,$\sigma(t)$也会很接近1,此时$\sigma(t)$就变成以0为阶跃点的阶跃函数,如果再将t根据左加右减原则进行平移,理论上可以得到以任意点为阶跃点的阶跃函数。

但是此时,我们得到的阶跃函数都是两段的,

微信截图_20200229232333

如果要得到一个三段的函数,

微信截图_20200229232702

我们需要将不同的阶跃函数进行组合。

微信截图_20200229232939

所以通过含有一个隐藏层的神经网络,我们可以得到任意分段.

11238071-ee9b127d2ba6d742

再配合输出层的权值,可以拟合任意函数。

微信截图_20200229232950

同理,使用ReLU做激活函数也可以做到任意精度拟合,从形式上看ReLU也是两段的,他不仅可以表示水平线还可以表示斜线。所以一样能做到任意精度拟合。

Author: realLiuSir
Link: http://yoursite.com/2020/02/29/%E4%B8%87%E8%83%BD%E8%BF%91%E4%BC%BC%E5%AE%9A%E7%90%86/
Copyright Notice: All articles in this blog are licensed under CC BY-NC-SA 4.0 unless stating additionally.
Donate
  • 微信
    微信
  • 支付寶
    支付寶