讀書筆記 《深度學習之美》(更新中 )

2022-07-04 18:06:15 字數 1162 閱讀 8757

這本書已經讀了好幾章,突然覺得有必要在閱讀的過程中做一些筆記或記錄一些問題什麼的,故現在有了此篇文章。

14.迴圈遞迴rnn,序列建模套路深

問題:(1)rnn中的「深度」與傳統的深度神經網路裡的「深度」有何不同?

答:rnn中的深度主要是指時間和空間(如網路中的隱含層個數)特性上的深度。

(2)rnn為什麼會有梯度瀰散或梯度**的問題?

答:如果用到sigmoid啟用函式(末尾推薦的兩個回答是基於tanh啟用函式),則它會將+∞~-∞之間的輸入壓縮到0~1之間,當input的值更新時,output會有很小的更新。又因為上一層的輸出將作為後一層的輸入,而輸出經過sigmoid後更新速率會逐步衰減,直到輸出層只會有微乎其微的更新。從數學的角度出發,可知sigmoid導數在0的位置取最大值1/4。當使用均值為0,方差為1的高斯分布及初始化引數w,有|w|<1. 隨網路層數加深,w的變化幅度會呈1/4的指數衰減,使得最後學不到東西,造成梯度瀰散。同樣,當|w|>1,w變化幅度會指數遞增,最後造成梯度**。

【另外,推薦知乎高讚回答(rnn梯度消失與梯度**的原因:和)】

(3)梯度瀰散或**問題在一定程度上阻礙了rnn的進一步發展,有什麼策略可以在一定程度上抑制這個問題嗎?

答:下圖展示了rnn網路損失函式對權重和偏置的關係:

上圖中存在乙個非常陡峭的面,在更新引數的過程中,如果當前引數所處的位置剛好位於這個高高的「誤差牆」上,由於這個面上的梯度非常大,那麼採用梯度下降法更新後的引數可能就跑得很遠,如圖中藍色的實線所示。因此,為了解決這個問題,gradient clipping演算法為梯度的範數設定了乙個閾值,當梯度的範數大於某個值的時候,將梯度設定為這個閾值,演算法描述如下:

但是這個方法只能夠解決梯度**的問題,要解決梯度瀰散的問題,可以從下面兩點入手:

除此之外,還可以更改內部結構來解決梯度消失和梯度**問題,那就是lstm,請見下回分解!

(4)除了梯度瀰散或**問題,rnn還存在什麼問題?如何解決?

答:(5)你能將rnn**正弦序列的實現範例用eager執行模式進行改寫嗎?

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