第七章 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與正則化(7.3月幌,7.4碍讯,7.5)

7.3 參數(shù)初始化

  • 預(yù)訓(xùn)練初始化
    一個(gè)已經(jīng)在大規(guī)模數(shù)據(jù)上訓(xùn)練過的模型可以提供一個(gè)好的參數(shù)初始值
  • 隨機(jī)初始化
    對(duì)稱權(quán)重現(xiàn)象:logistic回歸和感知器中一般將參數(shù)全部初始化為0,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練中如果參數(shù)都為0扯躺,在第一遍前向計(jì)算時(shí)冲茸,隱藏層神經(jīng)元的激活值都相同屯阀、權(quán)重更新也相同,導(dǎo)致沒有區(qū)分性轴术。
    為打破上述現(xiàn)象难衰,較好的方式為對(duì)每個(gè)參數(shù)隨機(jī)初始化
  • 固定初始化
7.3.1 基于固定方差的參數(shù)初始化
  • 高斯分布初始化
  • 均勻分布初始化
7.3.3 基于方差縮放初始化
7.3.2.1 Xavier初始化
7.3.2.2 He初始化
7.3.2.3 正交初始化

為避免梯度消失或梯度爆炸問題,希望誤差項(xiàng)在反向傳播的中具有范數(shù)保持性,即||\sigma^{(l-1)}||^2=||\sigma^{(l)}||^2=||(\mathrm{W^{(l)}})^T\sigma^{(l)}||^2逗栽,如果以均值為0盖袭,方差為\frac{1}{M}的高斯分布來初始化權(quán)重矩陣W^{(l)},當(dāng)M趨于無窮時(shí)彼宠,范數(shù)保持性成立鳄虱。
正交初始化實(shí)現(xiàn)過程可分為:
1)用均值為0、方差為1的高斯分布初始化一個(gè)矩陣
2)將這個(gè)矩陣用奇異值分解得到兩個(gè)正交矩陣凭峡,并使用其中一個(gè)作為權(quán)重矩陣

7.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中常使用的歸一化方法

  • 最小最大值歸一化
    通過縮放將每一個(gè)特征的取值范圍歸一到[0,1]或[-1,1]之間拙已。假設(shè)有N個(gè)樣本\{x^{(n)}\}_{n=1}^N,對(duì)于一維特征x,歸一化的特征為\hat{x}^{(n)}=\frac{x^{(n)}-min_n(x^{(n)})}{max_n(x^{(n)})-min_n(x^{(n)})}摧冀,其中min(x)和max(x)分別是特征x在所有樣本上的最小倍踪、最大值。
  • 標(biāo)準(zhǔn)化
    將每一維特征都調(diào)整為均值為0索昂,方差為1建车。得到新的特征值\hat{x}^{(n)}=\frac{x^{(n)}-\mu}{\sigma},其中\mu椒惨、\sigma分別為每一維特征x的均值和標(biāo)準(zhǔn)差缤至。\sigma不能為0,如果標(biāo)準(zhǔn)差為0康谆,說明這一維度特征沒區(qū)分性领斥,可以直接刪掉你
  • 白化
    一種預(yù)處理方法,用來降低數(shù)據(jù)特征之間的冗余性沃暗。一個(gè)主要的實(shí)現(xiàn)方式為PCA 月洛。

7.5 逐層歸一化

7.5.1 批量歸一化
7.5.2 層歸一化
7.5.3 權(quán)重歸一化
7.5.4 局部響應(yīng)歸一化
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