我认为偏见几乎总是有益的。实际上，偏差值允许您将激活函数向左或向右移动，这可能对成功学习至关重要。

看一个简单的例子可能会有所帮助。考虑这个无偏差的1输入1输出网络:

网络的输出是通过将输入(x)乘以权重(w0)并将结果传递给某种激活函数(例如sigmoid函数)来计算的。

下面是这个网络计算的函数，对于不同的w0值:

改变权重w0本质上改变了s型曲线的“陡度”。这很有用，但是如果你想让x = 2时网络输出0呢?仅仅改变s型曲线的陡度是行不通的——你希望能够将整条曲线向右平移。

这正是偏差允许你做的。如果我们给这个网络加上一个偏差，像这样:

.．.然后网络的输出变成sig(w0*x + w1*1.0)。下面是不同w1值的网络输出:

如果w1的权值为-5，曲线就会向右平移，这样当x = 2时，网络的输出就会为0。

简单来说，如果你有y=w1*x，其中y是你的输出，w1是权重，想象一个条件，x=0，那么y=w1*x等于0。

如果你想要更新你的权重，你必须计算delw=target-y的变化量，其中target是你的目标输出。在这种情况下，'delw'将不会改变，因为y被计算为0。所以，假设你可以添加一些额外的值，这将有助于y = w1x + w01，其中偏差=1，权重可以调整以获得正确的偏差。考虑下面的例子。

就直线斜率而言，截距是线性方程的一种特殊形式。

Y = mx + b

检查图像

图像

这里b是(0,2)

如果你想把它增加到(0,3)你怎么通过改变b的值来实现呢?

如果您正在处理图像，实际上可能更喜欢完全不使用偏置。从理论上讲，这样你的网络将更独立于数据量，比如图片是暗的，还是亮的和生动的。网络将通过研究你的数据中的相对性来学习它的工作。很多现代神经网络都利用了这一点。

对于其他有偏差的数据可能是至关重要的。这取决于你要处理什么类型的数据。如果您的信息是大小不变的——如果输入[1,0,0.1]应该会导致与输入[100,0,10]相同的结果，那么没有偏差可能会更好。

Two different kinds of parameters can be adjusted during the training of an ANN, the weights and the value in the activation functions. This is impractical and it would be easier if only one of the parameters should be adjusted. To cope with this problem a bias neuron is invented. The bias neuron lies in one layer, is connected to all the neurons in the next layer, but none in the previous layer and it always emits 1. Since the bias neuron emits 1 the weights, connected to the bias neuron, are added directly to the combined sum of the other weights (equation 2.1), just like the t value in the activation functions.1

它不实用的原因是，您同时调整权重和值，因此对权重的任何更改都会抵消对先前数据实例有用的值的更改……在不改变值的情况下添加偏置神经元可以让你控制层的行为。

此外，偏差允许您使用单个神经网络来表示类似的情况。考虑由以下神经网络表示的AND布尔函数:

(来源:aihorizon.com)

W0对应于b。 W1对应x1。 W2对应于x2。

A single perceptron can be used to represent many boolean functions. For example, if we assume boolean values of 1 (true) and -1 (false), then one way to use a two-input perceptron to implement the AND function is to set the weights w0 = -3, and w1 = w2 = .5. This perceptron can be made to represent the OR function instead by altering the threshold to w0 = -.3. In fact, AND and OR can be viewed as special cases of m-of-n functions: that is, functions where at least m of the n inputs to the perceptron must be true. The OR function corresponds to m = 1 and the AND function to m = n. Any m-of-n function is easily represented using a perceptron by setting all input weights to the same value (e.g., 0.5) and then setting the threshold w0 accordingly. Perceptrons can represent all of the primitive boolean functions AND, OR, NAND ( 1 AND), and NOR ( 1 OR). Machine Learning- Tom Mitchell)

阈值是偏置，w0是与偏置/阈值神经元相关的权重。

神经网络中没有偏差的一层只不过是输入向量与矩阵的乘法。(输出向量可以通过一个sigmoid函数进行归一化，然后用于多层人工神经网络，但这并不重要。)

这意味着你在使用一个线性函数，因此一个全0的输入将总是映射到一个全0的输出。对于某些系统，这可能是一个合理的解决方案，但一般来说，它的限制太大了。

使用偏置，可以有效地为输入空间增加另一个维度，它总是取值1，因此可以避免输入向量全为0。你不会因此失去任何一般性，因为你训练的权重矩阵不需要是满射的，所以它仍然可以映射到之前可能的所有值。

二维安:

对于一个将二维映射到一维的ANN，就像在复制AND或or(或XOR)函数一样，你可以把一个神经元网络想象成做以下事情:

在二维平面上标记输入向量的所有位置。为布尔值,你想标记(1,1),(1,1),(1,1),(1,1)。你的人工神经网络现在做的是在二维平面上画一条直线，把正输出和负输出分开。

如果没有偏差，这条直线必须经过零，而有偏差，你可以把它放在任何地方。 因此，您将看到，如果没有偏差，您将面临与函数的问题，因为您不能同时将(1，-1)和(-1,1)放在负一侧。(他们不允许在线。)对于OR函数，问题是相等的。然而，有了偏见，就很容易划清界限。

请注意，在这种情况下，异或函数即使有偏差也无法求解。

在我研究的所有ML书籍中，W总是被定义为两个神经元之间的连通性指数，这意味着两个神经元之间的连通性更高。

放电神经元向目标神经元或Y = w * X传递的信号越强，为了保持神经元的生物学特性，我们需要保持1 >= w >= -1，但在实际回归中，w最终会变成| w | >=1，这与神经元的工作方式相矛盾。

因此，我提出W = cos(theta)，而1 >= |cos(theta)|， Y= a * X = W * X + b而a = b + W = b + cos(theta)， b是一个整数。