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反向传播学习的信号流图形摘要

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反向传播学习的信号流图形摘要

我正在尝试绘制反向传播学习的信号流图形摘要。图表的上半部分：前向传递。图表的下半部分：反向传递，如下所示：

在此处输入图片描述

因为这是我第一次在 Tikz 中绘制图形，所以这个图形的复杂性让我有点不知所措。任何帮助都将不胜感激。另外，如果你能告诉我你用哪种工具为 LaTeX 创建这个图形，那也会很有帮助！谢谢！

答案1

我告诉你，这不是开始使用 tikz 的最佳绘图。它有很多元素需要绘制：线条、圆圈、箭头……话虽如此，我认为这里有两个关键：定位必要的坐标和使用命令\foreach。

首先，我将为您提供一张带有我定义的坐标的“地图”，因此我避免解释每个坐标在哪里。 在此处输入图片描述

现在，来看看代码。如果我把更多的东西放在同一个 中，代码可能会更少\foreach。但我认为，将坐标、线条、标签等分开，我们的可读性会提高一点。好吧，我希望如此。我还使用arrows.meta和decorations.markings库将箭头放在线条中间。

如下。

\documentclass [border=2mm]{standalone}
\usepackage    {tikz}
\usetikzlibrary{arrows.meta}
\usetikzlibrary{calc}
\usetikzlibrary{decorations.markings}

\definecolor   {myblue}{HTML}{3CADEF}
\tikzset       {myposition/.store in=\myposition,myposition=0.5}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  [%
    scale=0.8,thick,line cap=round,line join=round,%
    myarrow/.style=%
    {%
      decoration={markings,mark=at position \myposition with {\arrow{Stealth}}},
      postaction={decorate}
    }
  ]
  % Coordinates
  \foreach\j in {1,2,3}
  {%
    \foreach[count=\xi]\i in {0,8}
    {%
      \coordinate (A\xi\j) at (\i+\j,0);
      \coordinate (B\xi\j) at (\i+\j,8-2*\j);
      \coordinate (C\xi\j) at (\i+\j,8);
      \coordinate (D\xi\j) at (\i+\j,16-2*\j);
    }
    \coordinate (E\j) at  (5, 8-2*\j);
    \coordinate (F\j) at  (7, 8-2*\j);
    \coordinate (G\j) at (13, 8-2*\j);
    \coordinate (H\j) at (-3,16-2*\j);
    \coordinate (I\j) at  (0,16-2*\j);
    \coordinate (J\j) at  (5,16-2*\j);
    \coordinate (K\j) at  (8,16-2*\j);
    \coordinate (L\j) at (13,16-2*\j);
    \coordinate (M\j) at (15,16-2*\j);
    \coordinate (N\j) at (17,16-2*\j);
  }
  \coordinate (H0) at (-3,16);
  \coordinate (J0) at ( 5,16);
  % Blue lines
  \foreach\j in {1,2,3}
  {%
    \foreach\i in {1,2}
    {%
      \draw[myblue,myarrow,myposition=0.4] (D\i\j) -- (C\i\j);
      \draw[myblue,myarrow,myposition=0.6] (C\i\j) -- (B\i\j);
      \draw[myblue,myarrow,myposition=0.6] (B\i\j) -- (A\i\j);
    }
    \draw[myblue,myarrow,myposition=0.3]   (G\j)   -- (B2\j);
    \draw[myblue,myarrow,myposition=0.6]   (B2\j)  -- (F\j);
    \draw[myblue]                          (E\j)   -- (B1\j);
    \foreach\k in {1,2,3}
    {%
      \draw[myblue,myarrow,myposition=0.3] (F\j)   -- (E\k);
    }
  }
  % Black lines
  \foreach\j in {1,2,3}
  {%
    \draw[myarrow,myposition=0.8] (I\j)  -- (D1\j);
    \draw[myarrow]                (D1\j) -- (J\j);
    \draw[myarrow               ] (K\j)  -- (D2\j);
    \draw[myarrow,myposition=0.6] (D2\j) -- (L\j);
    \draw[myarrow,myposition=0.6] (L\j)  -- (M\j);
    \draw[myarrow,myposition=0.6] (N\j)  -- (M\j);
    \draw[myarrow,myposition=1]   (M\j)  --++ (0,-0.5);
    \foreach\i in {0,...,3} \foreach\k/\l in {H/I,J/K}
    {%
      \draw[myarrow,myposition=0.3] (\k\i) -- (\l\j);
    }
    
  }
  % Circles
  \def\r{0.1} % radius
  \foreach\j in {1,2,3}
  {%
    \foreach\i in {A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,E,F,G}
    {%
      \draw[myblue,fill=white] (\i\j) circle (\r);
    }
    \foreach\i in {H,...,N}
    {%
      \draw[fill=white] (\i\j) circle (\r);
    }
  }
  \draw[fill=white] (H0) circle (\r);
  \draw[fill=white] (J0) circle (\r);
  % Labels
  \foreach\j in {1,2,3}
  {
    \node         at (N\j)                [above]         {$d_\j$};
    \node         at (M\j)                [yshift=-0.6cm] {$e_\j$};
    \node         at (L\j)                [above right]   {$o_\j-1$};
    \node         at ($(D2\j)!0.6!(L\j)$) [above]         {$\varphi(\cdot)$};
    \node         at (J\j)                [above]         {$y_\j^{(1)}$};
    \node         at ($(D1\j)!0.5!(J\j)$) [above]         {$\varphi(\cdot)$};
    \node         at (H\j)                [left]          {$x_\j$};
    \node[myblue] at (G\j)                [right]         {$e_\j$};
    \foreach\i in {1,2}
    {%
      \node[myblue]                          at (D\i\j)                 [above]        {$v_\j^{(\i)}$};
      \node[myblue,fill=white,inner sep=1pt] at (C\i\j)                 [yshift=0.4cm] {$v_\j^{(\i)}$};
      \node[myblue]                          at ($(B\i\j)!0.4!(C\i\j)$) [right]        {$\varphi(\cdot)$};
      \node[myblue]                          at (A\i\j)                 [below]        {$\delta_\j^{(\i)}$};
    }
    \foreach[count=\xi]\i in {H,J}
    {%
      \node at (\i0)  [above]            {$+1$};
      \node at (\i0)  [xshift=1.2cm]     {$w_{10}^{(\xi)}=b^{(\xi)}$};
      \node at (\i3)  [below,xshift=1cm] {$w_{13}^{(\xi)}$};
    }
  }
  \node[myblue] at ($(E3)!0.5!(F3)$) [below] {$w_{31}^{(2)}$};
\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

欢迎来到 TeX.SX！以下是驯服这头野兽的一些想法：

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{decorations.markings}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
  dot/.style={
    circle, draw, inner sep=1.5pt
  },
  arrow/.style={
    decoration={markings,
    mark=at position 0.5 with {\arrow{latex}}},
    postaction={decorate}
  }
]

\node[dot, label={90:$\upsilon_1^{(1)}$}] (u11) at (0,0) {};

\node[dot, label={300:$\varphi^\prime(\cdot)$}] (p1) at (0,-2) {};

\node[dot] (x1) at (2,-2) {};

\node[dot, label={270:$\delta_1^{(1)}$}] (d11) at (0,-5) {};

\draw[arrow] (u11) -- node[pos=.5, label={180:$\varphi^\prime(\cdot)$}] {} (p1);
\draw (p1) -- (x1);
\draw[arrow] (p1) -- (d11);

\end{tikzpicture}
\end{document}

在此处输入图片描述

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