偏差决定了你的体重旋转的角度。

在二维图表中，权重和偏差可以帮助我们找到输出的决策边界。

假设我们需要构建一个AND函数，输入(p)-输出(t)对应该是

{p=[0，0]， t=0}，{p=[1，0]， t=0}，{p=[0，1]， t=0}，{p=[1，1]， t=1}

现在我们需要找到一个决策边界，理想的边界应该是:

看到了吗?W垂直于边界。因此，我们说W决定了边界的方向。

但是，第一次找到正确的W是很困难的。大多数情况下，我们随机选择原始W值。因此，第一个边界可能是这样的:

现在边界平行于y轴。

我们要旋转边界。如何?

通过改变W。

因此，我们使用学习规则函数W'=W+P:

W'=W+P等价于W'=W+ bP，而b=1。

因此，通过改变b(bias)的值，就可以决定W’和W之间的夹角，这就是“ANN的学习规则”。

你也可以阅读Martin T. Hagan / Howard B. Demuth / Mark H. Beale的《神经网络设计》，第4章“感知器学习规则”。

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。

下面是一些进一步的插图，展示了一个简单的2层前馈神经网络在一个双变量回归问题上的结果。权重被随机初始化，并使用标准的ReLU激活。正如我前面的答案所总结的那样，没有偏差，relu网络无法在(0,0)处偏离零。

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。

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。

在神经网络中:

每个神经元都有一个偏向 您可以将偏差视为阈值(通常是阈值的相反值) 输入层的加权和+偏置决定神经元的激活 偏差增加了模型的灵活性。

在没有偏差的情况下，仅考虑来自输入层的加权和可能不会激活神经元。如果神经元没有被激活，来自该神经元的信息就不会通过神经网络的其余部分传递。

偏见的价值是可以学习的。

实际上，bias = - threshold。你可以把偏差想象成让神经元输出1有多容易，如果偏差很大，神经元输出1很容易，但如果偏差很大，就很难了。

总而言之:偏置有助于控制激活函数的触发值。

观看这段视频了解更多细节。

一些更有用的链接:

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