【入門】多変量関数の連鎖律②【数値計算】

【入門】多変量関数の連鎖律②【数値計算】 数値計算
【入門】多変量関数の連鎖律②【数値計算】

暗黙的に追加される関数

実は、ニューラルネットワークの学習を想定した場合、
暗黙的に追加される関数がある。

それは、入力データ群。

入力データはデータであって関数では無いのだが、
入力データが1個ならばその通り。
ただ、今回の単純パーセプトロンだけで考えても4種類の入力パターンがある。

単純パーセプトロンにやらせようとしているのはANDゲート。
よって、真理値表の4パターンの入力のことになる。

機械学習の学習パターンは大きく3つある。

  • 一つずつデータを入れるオンライン学習
  • 一括でデータを入れるバッチ学習
  • 学習データを小さなグループに分けてから入れるミニバッチ学習

今回の場合は、学習データが4つと少ないため、一括で学習データを入れる方が効率的。
つまりバッチ学習が該当する。
ミニバッチ学習でも一度に複数の学習データを入れる以上、同じ問題にはなるけど。

実際に追加される関数

実際に追加される関数を書き出そう。
こんな形になり、\(X\)という関数が増えるイメージになる。

\(
\begin{eqnarray}
X&=&
\begin{bmatrix}
x_{11}&x_{12}\\
x_{21}&x_{22}\\
x_{31}&x_{32}\\
x_{41}&x_{42}
\end{bmatrix}\\
WX+b&=&
\begin{bmatrix}
x_{11}&x_{12}\\
x_{21}&x_{22}\\
x_{31}&x_{32}\\
x_{41}&x_{42}
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
w_1\\
w_2
\end{bmatrix}+b=
\begin{bmatrix}
w_1x_{11}+w_2x_{12}+b\\
w_1x_{21}+w_2x_{22}+b\\
w_1x_{31}+w_2x_{32}+b\\
w_1x_{41}+w_2x_{42}+b
\end{bmatrix}
\end{eqnarray}
\)

と言う感じで関数と言われれば確かに関数かも?
ってイメージになる。

実際に演算する場合、
重みで微分すると重みは消えて、入力しか残らないため、
足し算の数が増えるだけになる。

まとめ

  • 多変数関数の連鎖律について説明。
  • ニューラルネットワークを想定した場合の多変量関数の連鎖律について説明。
  • ニューラルネットワークの学習を想定した場合、暗黙的に追加される関数として入力群がある。

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