激活函数

一、常用激活函数

Sigmoid 函数

每个激活函数(或非线性函数)的输入都是一个数字,然后对其进行某种固定的数学操作。Sigmoid 函数的曲线如下图所示:

数学公式如下所示:

它对于神经元的激活频率有良好的解释:从完全不激活(0)到在求和后的最大频率处的完全饱和(saturated)的激活(1)。不过它也有主要缺点:

  1. Sigmoid 函数饱和使梯度消失。Sigmoid 神经元有一个不好的特性,就是当神经元的激活在接近0或1处时会饱和:在这些区域,梯度几乎为0。在反向传播的时候,如果局部梯度太小,那么相乘的结果会接近 0。
  2. 函数的输出不是零中心的。
Tanh 函数

和 Sigmoid 函数一样,也存在饱和问题,但是它的输出是零中心的,所以 tanh 比 Sigmoid 函数更常用。注意 tanh 神经元是一个简单放大的 sigmoid 神经元,具体说来就是:

公式如下:

ReLU 函数

函数公式为 f(x)=max(0,x),图像如下:

优点:

  1. 相较于 sigmoid 和 tanh 函数,ReLU 对于随机梯度下降的收敛有巨大的加速作用( Krizhevsky 等的论文指出有6倍之多)。据称这是由它的线性,非饱和的公式导致的。
  2. sigmoid 和 tanh 神经元含有指数运算等耗费计算资源的操作,而 ReLU 可以简单地通过对一个矩阵进行阈值计算得到。

缺点:

  1. 在训练的时候,ReLU单元比较脆弱并且可能“死掉”。Leaky ReLU 是为解决“ReLU死亡”问题的尝试。ReLU中当x<0时,函数值为0。而Leaky ReLU则是给出一个很小的负数梯度值,比如0.01。
Maxout 函数

Maxout 是对 ReLU 和 leaky ReLU 的一般化归纳,它的函数是:max(w1x+b1,w2x+b2)。ReLU 和 Leaky ReLU 都是这个公式的特殊情况(比如 ReLU 就是当w1,b1=0时候)。这样 Maxout 神经元就拥有 ReLU 单元的所有优点(线性操作和不饱和),而没有它的缺点(死亡的 ReLU 单元)。然而和 ReLU 对比,它每个神经元的参数数量增加了一倍,这就导致整体参数的数量激增。

二、总结

  1. 在同一个网络中混合使用不同类型的神经元是非常少见的,虽然没有什么根本性问题来禁止这样做。
  2. 用 ReLU 非线性函数。注意设置好学习率,或许可以监控你的网络中死亡的神经元占的比例。如果单元死亡问题困扰你,就试试 Leaky ReLU 或者 Maxout,不要再用 sigmoid 了。也可以试试 tanh,但是其效果应该不如 ReLU 或者 Maxout。

三、参考文章

  1. CS231n课程笔记翻译:神经网络笔记1(上)
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,524评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,869评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,813评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,210评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,085评论 4 355
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,117评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,533评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,219评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,487评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,582评论 2 309
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,362评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,218评论 3 312
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,589评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,899评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,176评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,503评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,707评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容