神經網路中的啟用函式

2022-06-14 10:39:13 字數 2339 閱讀 1009

作者|renu khandelwal

編譯|vk

**|medium

啟用函式有助於決定我們是否需要啟用神經元。如果我們需要發射乙個神經元那麼訊號的強度是多少。

啟用函式是神經元通過神經網路處理和傳遞資訊的機制

在神經網路中,z是輸入節點與節點權值加上偏差的乘積。z的方程與線性方程非常相似,取值範圍從+∞到-∞

如果神經元的值可以從負無窮到正無窮變化,那麼我們就無法決定是否需要啟用神經元。這就是啟用函式幫助我們解決問題的地方。

如果z是線性的,那麼我們就不能解決複雜的問題。這是我們使用啟用函式的另乙個原因。

有以下不同型別的啟用函式

為什麼我們需要這麼多不同的啟用函式,我怎麼決定用哪乙個呢?

讓我們回顧一下每乙個啟用函式,並了解它們的最佳使用位置和原因。這將幫助我們決定在不同的場景中使用哪個啟用函式。

這是最簡單的函式

如果z值高於閾值,則啟用設定為1或yes,神經元將被啟用。

如果z值低於閾值,則啟用設定為0或no,神經元不會被啟用。

它們對二分類很有用。】

sigmoid函式是一種光滑的非線性函式,無扭結,形狀類似於s形。

它**輸出的概率,因此被用於神經網路和邏輯回歸的輸出層。

由於概率範圍在0到1之間,所以sigmoid函式值存在於0到1之間。

但是如果我們想分類更多的是或不是呢?如果我想**多個類,比如**晴天、雨天或陰天,該怎麼辦?

softmax啟用有助於多類分類

sigmoid啟用函式用於兩類或二類分類,而softmax用於多類分類,是對sigmoid函式的一種推廣。

在softmax中,我們得到了每個類的概率,它們的和應該等於1。當乙個類的概率增大時,其他類的概率減小,因此概率最大的類是輸出類。

例如:在**天氣時,我們可以得到輸出概率,晴天為0.68,陰天為0.22,雨天為0.20。在這種情況下,我們以最大概率的輸出作為最終的輸出。在這種情況下我們**明天將是晴天。

softmax計算每個目標類的概率除以所有可能的目標類的概率。

對於雙曲tanh函式,輸出以0為中心,輸出範圍在-1和+1之間。

看起來很像sigmoid。實際上雙曲tanh是縮放的s形函式。與sigmoid相比,tanh的梯度下降作用更強,因此比sigmoid更受歡迎。

tanh的優點是,負輸入將被對映為強負,零輸入將被對映為接近零,這在sigmoid中是不會發生的,因為sigmoid的範圍在0到1之間

relu本質上是非線性的,這意味著它的斜率不是常數。relu在0附近是非線性的,但斜率不是0就是1,因此具有有限的非線性。

範圍是從0到∞

當z為正時,relu的輸出與輸入相同。當z為0或小於0時,輸出為0。因此,當輸入為0或低於0時,relu會關閉神經元。

所有的深度學習模型都使用relu,但由於relu的稀疏性,只能用於隱含層。稀疏性指的是空值或「na」值的數量。

當隱層暴露於一定範圍的輸入值時,relu函式將導致更多的零,從而導致更少的神經元被啟用,這將意味著更少的神經網路互動作用。

relu比sigmoid或tanh更積極地開啟或關閉神經元

relu的挑戰在於,負值變為零降低了模型正確訓練資料的能力。為了解決這個問題,我們有leaky relu

a的值通常是0.01

在leaky relu中,我們引入了乙個小的負斜率,所以它的斜率不是0。這有助於加快訓練。

leaky relu的範圍從-∞到+∞

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