Java教程

-人工神经元\激活函数

本文主要是介绍-人工神经元\激活函数,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

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-为什么要激活函数:

-线性变换无法扩展特征空间,得到的特征空间有限,线性的层只能学习到输入(输入空间)的线性变换(仿射变换)。

-非线性的激活函数能将输入空间映射到更丰富的特征空间。

-指示函数(indicator function)

-符号函数:

-感知器:

-接受几个二进制输入,并产生一个二进制输出。

-说明:激活函数要可导才能求解,感知机不连续无法求导。

输入:{0,1}

输出:{0,1}

-sigmoid\S型神经元:

-和感知器类似,但是被修改为权重和偏置的微⼩改动只引起输出的微⼩变化。

-说明:两端的倒数趋近于0,会导致参数长时间无法更新,导致梯度弥散。[※][Link]

输入:(0,1)

输出:(0,1)

-tanh神经元:

-tanh在RNN\LSTM中用的多一些。

输入:(-1,1)

输出:(-1,1)

   

-饱和激活函数&非饱和激活函数

-饱和激活函数:sigmoid和tanh。

-非饱和激活函数:ReLU及其变体。

-(1)能解决所谓的"梯度消失"问题。

-(2)函数计算简单,求导简单,它能加快收敛速度。

-Relu\修正线性神经元(rectified linear neuron)\修正线性单元(rectified linear unit):

-优点:梯度为0或1不会变化,计算简单\快速\加快网络训练,相比sigmoid不容易出现梯度弥散\爆炸的情况。

-缺点:

-由于负数部分恒为0,会导致一些神经元无法激活。

-输出不是以0为中心的。

  

-Leak_relu:

-leakrelu是为了解决Relu函数0区间带来的影响,而且包含了relu的所有优点。

-负值的斜率是固定的,是预先定义的。其中k是leak系数比较小趋近于0,一般选择0.01或0.02或通过学习而来。

-PReLU\参数化修正线性单元:[※][Link]

-PReLU是Leaky ReLU的一个变体。

-研究表明,PReLU能提高准确率但是也稍微增加了过拟合的风险。

-作者称,在ImageNet分类(2015,Russakovsky等)上,PReLU是超越人类分类水平的关键所在。

-RReLU\随机纠正线性单元:

-RReLU也是Leaky ReLU的一个变体。

-负值的斜率在训练中是随机的,在测试中变成了固定的。在训练时斜率是从一个均匀分布U(a,b)中随机抽取的。

-Elu:

-Elu激活函数也是为了解决Relu的0区间带来的影响,但相对于leak_relu来说,计算要更耗时间一些。

-根据一些研究,ELU分类精确度是高于ReLU的。

  

-softplus:

-softplus函数与ReLU函数接近,但比较平滑,同ReLU一样是单边抑制,有宽广的接受域(0,+inf)。

-但是由于指数运算,对数运算计算量大的原因,而不太被人使用.并且从一些人的使用经验来看(Glorot et al.(2011a)),效果也并不比ReLU好。softplus的导数恰好是sigmoid函数。

   

-softmax:

-柔性最大值可看作一个概率分布。

-softmax近似方法:

-Word2vec中的分层(hierarchical) softmax是其中一种。

-softmax求导方法:

  

-二分类问题,应该选择sigmoid还是softmax?

-Sigmoid函数针对两点分布提出:

-分类成目标类别的概率P,而不分类到该类别的概率是(1 - P)。

-是对一个类别的"建模"。

-Softmax函数针对多项分布提出:

-当类别数是2时,它退化为二项分布。

-是对两个类别"建模"。

-理论上:

-两者是没有任何区别的。

-两点分布&二项分布。[Link]

-经验上:

-对于NLP而言,这两者之间确实有差别,Softmax的处理方式有时候会比Sigmoid的处理方式好一点。

-对于CV而言,这两者之间也是有差别的,Sigmoid的处理方式有时候会比Softmax的处理方式好一点。

   

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