激活函数

发布时间 2023-10-18 18:10:31作者: 黑逍逍

激活函数是深度学习神经网络中的一种数学函数,用于引入非线性性质,从而使神经网络能够学习和逼近复杂的非线性关系。激活函数接收神经元的输入并产生输出信号,通常将这个输出传递给下一层神经元或输出层。

激活函数的主要作用有以下几点:

  1. 非线性转换:激活函数引入非线性特性,使得神经网络能够学习非线性关系。如果没有激活函数,多层神经网络就会被等效于单层线性模型,无法捕捉复杂模式和特征。

  2. 特征选择:激活函数有助于神经网络自动选择对解决特定问题最有用的特征。

  3. 梯度传播:激活函数的导数用于反向传播算法,以调整神经网络的权重,从而减小训练误差。不同的激活函数对梯度传播的影响不同,这也是选择激活函数时需要考虑的因素之一。

常见的激活函数包括:

  1. Sigmoid函数:将输入映射到0到1之间的范围。它在早期的神经网络中使用广泛,但现在在深度学习中不太常见,因为它存在梯度消失问题

  2. 双曲正切函数(Tanh):与Sigmoid类似,但将输入映射到-1到1之间的范围。它也存在梯度消失问题,但相对于Sigmoid来说,均值接近零,因此在某些情况下更容易训练。

  3. ReLU(Rectified Linear Unit):ReLU函数将负数映射到0,正数保持不变。它是目前最常用的激活函数之一,因为它在训练中的收敛速度较快。但它也有一些问题,如死亡神经元问题和梯度爆炸问题,导致了一些变体的出现,如Leaky ReLU、Parametric ReLU(PReLU)和Exponential Linear Unit(ELU)。主要用在

  4. Softmax函数:通常用于多类别分类问题的输出层,将输入映射到一个概率分布,用于表示不同类别的概率。

 

线性和非线性

  1. 文字数据(线性):

    • 文本数据通常可以在某种程度上视为线性数据,特别是在数值形式下。线性文本数据处理通常包括基本的数学运算,如加法、减法和乘法。例如,对文本中的单词进行计数或统计分析时,通常可以使用线性方法来处理。
  2. 图像数据(非线性):

    • 图像数据通常是非线性的,因为图像中的像素值之间的关系通常不是线性的。处理图像数据需要使用非线性操作,例如卷积、池化和非线性激活函数,以捕捉和表示图像中的复杂特征和结构。
  3. 语音数据(非线性):

    • 语音数据也通常被视为非线性,因为声音信号是随时间变化的波形,其中包含复杂的频谱和波形模式。在语音处理中,通常需要使用非线性方法来提取声音特征、进行信号处理和语音识别等任务。