انتشار خلفي
المحتويات

على سبيل التعريف، الانتشار المُرتد أو العكسي أو الخلفي (بالإنكليزية: Backpropagation) هي إحدى طرق تعليم الشبكات العصبونية التي تؤمن نقل معلومات بالانتشار العكسي للاتجاه الأصلي لقدوم المعلومات. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
وفي هذا السياق، يشترط في الانتشار المُرتد أن تكون دوال التنشيط التي تستعملها العصبونات قابلة للاشتقاق. ذلك لأنه في مرحلة تحديث الأوزان تستعمل الدالة المشتقة لدالة التنشيط في حساب القيم الجديدة.
من جانب آخر، تعتمد هذه الطريقة على مبدأ التعليم المراقب وتحتاج في مرحلة التدريب إلى بيانات خاصة تتعلم بها الشبكة حيث تقدم لها بيانات دخل مع بيانات الخرج المرغوب فيها ومن ثم تقوم الشبكة بعمل انتشار امامي لبيانات الدخل للحصول على قيمة خرج الشبكة بعدها تقوم بالمقارنة بين الخرج المحسوب والخرج المرغوب فإذا لم تتطابق النتائج تقوم الشبكة بحساب قيمة الفرق بينهما لكل عصبون من طبقة الخرج والذي يمثل قيمة الخطأ، بعدها تأتي مرحلة الانتشار المُرتد للأخطاء حيث تعيد الشبكة حساب قيمة الخطأ في كل عصبون من الشبكات الخفية. في الأخير تأتي مرحلة تحديث قيمة الأوزان حيث تقوم الشبكة بإعادة حساب كل الأوزان وتعويضها بالقيم الجديدة المحسوبة.
طريقة التعليم
من جهة ثانية، يمكن تقسيم مراحل التعليم التي تعتمد عليها الشبكة إلى مرحلتين :
المرحلة الثانية : تحديث قيم الأوزان
من جانب آخر، يتم تحديث قيمة اوزان كل عصبون ينتمي إلى الطبقات الخفية (Hidden Layers)
تفاصيل خوارزمية الانتشار المُرتد
لو رسمنا تطور التفاوت E مع الخرج t سنحصل على سطح مكافئ .
وعلى صعيد آخر، ثم هذا المجموع يقسم على مجموع الأوزان ليعطي قيمة الخرج للعصبون .
كذلك، العصبون سيحسب الخرج باعتبار بيانات الدخل والأوزان. طبعاً هذه الأوزان في أول الأمر عشوائية. بالتالي فإن الخرج المحسوب y لن يوافق الخرج الصحيح t.
وفي هذا السياق، لنأخذ المثال الذي يتلقى فيه العصبون (1,1) كبينات دخل و-0 كبيان خرج.
إضافةً إلى ذلك، لنفهم كيفية عمل سنعتبر عصبون عصبونواحد. هذا العصبون يتلقى في الدخل بيانات (أرقام). قيمة الخرج لهذا العصبون هي مجموع موزون للارقام الداخلة. يعني كل رقم سيضرب في الوزن المنسوب لكل مشبك.
في هذا الإطار، مهمة العصبون لاحقًا هي أن يغير الأوزان حتى يتحصل على خرج يوافق أو يقارب الخرج الصحيح.
في هذا الإطار، هذا بنسبة لعصبون بسيط. أما بنسبة لشبكات المركبة، وهي ما يستعمل دائما فإنها ستكون إيجاد القيمة الصغرى ولكن لعمليات أكتر تعقيدا.
وفي هذا الصدد، طريقة حساب التفاوت بين القيمتان تعتمد على الخطأ التربيعي المتوسط خطأ تربيعي متوسط. ما يعادل E=(t-y)^2 \,,
كذلك، التوافق في هذه الحالة وفي جميع الحالات هو القيمة الصغرى على السطح. عكسها على المحور اكس يعطي القيمة الاقرب للخارج الصحيح.
في هذا الإطار، أولاً وقبل تدريب العصبون، الأوزان تعطى للمشابك بطريقة عشوائية. ثم يتم مد العصبون ببيانات الدخل والخرج.
المرحلة الأولى : الانتشار
كذلك، تغذية امامية للشبكة بعينة بيانات الدخل لحساب بيانات الخرج ومن ثم يتم مقارنة النتائج المحصل عليها مع النتائج المرغوب فيها ويتم حساب الفرق الذي يمثل قيمة الخطأ (error)
مع كل عينة من بيانات الدخل يجب أن يتم :
علاوةً على ذلك، تغذية مُرتدة حيث يتم حساب قيمة الخطأ في كل عصبون ينتمي للطبقات الخفية.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟