神經網路

偏置項(bias term)

/ BY-us turm /

偏置項,是在激活函數運行之前,加到神經元的總和上的一個常數「推力」。想像一台有基礎設定的恆溫器:即使沒有額外的熱量進來,它也有一個預設的傾向。偏置就是那個預設的傾向。沒有它,每當所有輸入恰好都是零時,神經元的輸出就總會是零——這會是一個奇怪而拖後腿的限制。偏置讓神經元能擁有自己的立場,不管輸入是什麼。

用數學說:神經元先算出(每個輸入乘以它的權重,全部相加),然後加上偏置。權重決定輸入對決策的扳動有多強;偏置決定一開始要把神經元「打開」是容易還是困難。一個大的正偏置讓神經元躍躍欲試;一個大的負偏置讓它扭扭捏捏。用直線的話來說,權重設定斜率,偏置設定直線在哪裡穿過——它們幹的確實是不同的活兒。

和權重一樣,偏置也是在訓練中學到、並作為模型的一部分存下來的,所以它也算在參數之內——只不過數量少得多(大致每個神經元一個,而權重是每條連接一個)。它是個小部件,但把它省掉會讓網路瘸腿:很多問題,沒有那個可調的偏移量,根本就解不出來。

想像一個神經元,它應當只在溫度讀數高於 30 度時才放電。溫度上的權重負責縮放,但真正設定門檻的是偏置:當偏置為 -30 時,只有當輸入越過 30,神經元的總和才會變正。把偏置改成 -20,神經元就改在 20 度開始放電。同樣的權重,不同的觸發點。

偏置設定門檻——神經元的決定在哪裡翻轉——這與輸入無關。

別把這個「偏置」與偏差-方差權衡裡的偏差(模型欠擬合的傾向)或社會/資料偏見(不公平)搞混。偏置項只是一個學到的常數偏移量——同一個英文詞,三種毫不相干的含義。

又稱
biasoffsetintercept偏置偏置项偏差项截距