arXiv 上公开的一篇 NIPS 投稿论文《Self-Normalizing Neural Networks》引起了圈内极大的关注,它提出了缩放指数型线性单元(SELU)而引进了自归一化属性,该单元主要使用一个函数 g 映射前后两层神经网络的均值和方差以达到归一化的效果。 Shao-Hua Sun 在 Github 上放出了 SELU 与 Relu、Leaky Relu 的对比,机器之心对比较结果进行了翻译介绍,具体的实现过程可参看以下项目地址。

项目地址:shaohua0116/Activation-Visualization-Histogram

来源机器之心:引爆机器学习圈:「自归一化神经网络」提出新型激活函数SELU

keras中使用SELU激活函数

在keras 2.0.6版本之后才可以使用selu激活函数,但是在版本2.0.5还是不行,所以得升级到这个版本。

在全连接层后面接上selu最终收敛会快一些

来看一下,一个介绍非常详细的github:bigsnarfdude/SELU_Keras_Tutorial

具体对比效果:

from __future__ import print_function

import keras
from keras.datasets import mnist
from keras.models import Sequential
from keras.layers.core import Dense, Dropout, Activation
from keras.layers.noise import AlphaDropout
from keras.utils import np_utils
from keras.optimizers import RMSprop, Adam

batch_size = 128
num_classes = 10
epochs = 20
learning_rate = 0.001

# the data, shuffled and split between train and test sets
(x_train, y_train), (x_test, y_test) = mnist.load_data()

x_train = x_train.reshape(60000, 784)
x_test = x_test.reshape(10000, 784)
x_train = x_train.astype('float32')
x_test = x_test.astype('float32')
x_train /= 255
x_test /= 255
print(x_train.shape[0], 'train samples')
print(x_test.shape[0], 'test samples')

# convert class vectors to binary class matrices
y_train = keras.utils.to_categorical(y_train, num_classes)
y_test = keras.utils.to_categorical(y_test, num_classes)

modelSELU = Sequential()
modelSELU.add(Dense(512, activation='selu', input_shape=(784,)))
modelSELU.add(AlphaDropout(0.1))
modelSELU.add(Dense(512, activation='selu'))
modelSELU.add(AlphaDropout(0.1))
modelSELU.add(Dense(10, activation='softmax'))

modelSELU.summary()

modelSELU.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer=RMSprop(),
              metrics=['accuracy'])

historySELU = modelSELU.fit(x_train, y_train,
                    batch_size=batch_size,
                    epochs=epochs,
                    verbose=1,
                    validation_data=(x_test, y_test))
scoreSELU = modelSELU.evaluate(x_test, y_test, verbose=0)
print('Test loss:', scoreSELU[0])
print('Test accuracy:', scoreSELU[1])

tensorflow中使用dropout_selu + SELU

该文作者在tensorflow也加入了selu 和 dropout_selu两个新的激活函数。

可见:https://github.com/bigsnarfdude/SELU_Keras_Tutorial/blob/master/Basic_MLP_combined_comparison.ipynb

定义了两个新函数:SELU 和 dropout_selu

def selu(x):
    with ops.name_scope('elu') as scope:
        alpha = 1.6732632423543772848170429916717
        scale = 1.0507009873554804934193349852946
        return scale*tf.where(x>=0.0, x, alpha*tf.nn.elu(x))

def dropout_selu(x, keep_prob, alpha= -1.7580993408473766, fixedPointMean=0.0, fixedPointVar=1.0,
                 noise_shape=None, seed=None, name=None, training=False):
    """Dropout to a value with rescaling."""

    def dropout_selu_impl(x, rate, alpha, noise_shape, seed, name):
        keep_prob = 1.0 - rate
        x = ops.convert_to_tensor(x, name="x")
        if isinstance(keep_prob, numbers.Real) and not 0 < keep_prob <= 1:
            raise ValueError("keep_prob must be a scalar tensor or a float in the "
                                             "range (0, 1], got %g" % keep_prob)
        keep_prob = ops.convert_to_tensor(keep_prob, dtype=x.dtype, name="keep_prob")
        keep_prob.get_shape().assert_is_compatible_with(tensor_shape.scalar())

        alpha = ops.convert_to_tensor(alpha, dtype=x.dtype, name="alpha")
        keep_prob.get_shape().assert_is_compatible_with(tensor_shape.scalar())

        if tensor_util.constant_value(keep_prob) == 1:
            return x

        noise_shape = noise_shape if noise_shape is not None else array_ops.shape(x)
        random_tensor = keep_prob
        random_tensor += random_ops.random_uniform(noise_shape, seed=seed, dtype=x.dtype)
        binary_tensor = math_ops.floor(random_tensor)
        ret = x * binary_tensor + alpha * (1-binary_tensor)

        a = tf.sqrt(fixedPointVar / (keep_prob *((1-keep_prob) * tf.pow(alpha-fixedPointMean,2) + fixedPointVar)))

        b = fixedPointMean - a * (keep_prob * fixedPointMean + (1 - keep_prob) * alpha)
        ret = a * ret + b
        ret.set_shape(x.get_shape())
        return ret

    with ops.name_scope(name, "dropout", [x]) as name:
        return utils.smart_cond(training,
                                lambda: dropout_selu_impl(x, keep_prob, alpha, noise_shape, seed, name),
                                lambda: array_ops.identity(x))

作者将其使用在以下案例之中:

mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data/", one_hot=True)
# Check out https://www.tensorflow.org/get_started/mnist/beginners for
# more information about the mnist dataset

# parameters
learning_rate = 0.001
training_epochs = 50
batch_size = 100

# input place holders
X = tf.placeholder(tf.float32, [None, 784])
Y = tf.placeholder(tf.float32, [None, 10])

# dropout (keep_prob) rate  0.7 on training, but should be 1 for testing
keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)

# weights & bias for nn layers
# http://stackoverflow.com/questions/33640581/how-to-do-xavier-initialization-on-tensorflow
W1 = tf.get_variable("W1", shape=[784, 512],
                     initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
b1 = tf.Variable(tf.random_normal([512]))
L1 = selu(tf.matmul(X, W1) + b1)
L1 = dropout_selu(L1, keep_prob=keep_prob)

W2 = tf.get_variable("W2", shape=[512, 512],
                     initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
b2 = tf.Variable(tf.random_normal([512]))
L2 = selu(tf.matmul(L1, W2) + b2)
L2 = dropout_selu(L2, keep_prob=keep_prob)

W3 = tf.get_variable("W3", shape=[512, 512],
                     initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
b3 = tf.Variable(tf.random_normal([512]))
L3 = selu(tf.matmul(L2, W3) + b3)
L3 = dropout_selu(L3, keep_prob=keep_prob)

W4 = tf.get_variable("W4", shape=[512, 512],
                     initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
b4 = tf.Variable(tf.random_normal([512]))
L4 = selu(tf.matmul(L3, W4) + b4)
L4 = dropout_selu(L4, keep_prob=keep_prob)

W5 = tf.get_variable("W5", shape=[512, 10],
                     initializer=tf.contrib.layers.xavier_initializer())
b5 = tf.Variable(tf.random_normal([10]))
hypothesis = tf.matmul(L4, W5) + b5

# define cost/loss & optimizer
cost = tf.reduce_mean(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(
    logits=hypothesis, labels=Y))
optimizer = tf.train.AdamOptimizer(learning_rate=learning_rate).minimize(cost)

# initialize
sess = tf.Session()
sess.run(tf.global_variables_initializer())

# train my model
for epoch in range(training_epochs):
    avg_cost = 0
    total_batch = int(mnist.train.num_examples / batch_size)

    for i in range(total_batch):
        batch_xs, batch_ys = mnist.train.next_batch(batch_size)
        feed_dict = {X: batch_xs, Y: batch_ys, keep_prob: 0.7}
        c, _ = sess.run([cost, optimizer], feed_dict=feed_dict)
        avg_cost += c / total_batch

    print('Epoch:', '%04d' % (epoch + 1), 'cost =', '{:.9f}'.format(avg_cost))

print('Learning Finished!')

# Test model and check accuracy
correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(hypothesis, 1), tf.argmax(Y, 1))
accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction, tf.float32))

SELU︱在keras、tensorflow中使用SELU激活函数的更多相关文章

  1. Tensorflow中神经网络的激活函数

    激励函数的目的是为了调节权重和误差. relu max(0,x) relu6 min(max(0,x),6) sigmoid 1/(1+exp(-x)) tanh ((exp(x)-exp(-x))/ ...

  2. 【tf.keras】tf.keras使用tensorflow中定义的optimizer

    Update:2019/09/21 使用 tf.keras 时,请使用 tf.keras.optimizers 里面的优化器,不要使用 tf.train 里面的优化器,不然学习率衰减会出现问题. 使用 ...

  3. 在tensorflow中使用batch normalization

    问题 训练神经网络是一个很复杂的过程,在前面提到了深度学习中常用的激活函数,例如ELU或者Relu的变体能够在开始训练的时候很大程度上减少梯度消失或者爆炸问题,但是却不能保证在训练过程中不出现该问题, ...

  4. 【深度学习】keras + tensorflow 实现猫和狗图像分类

    本文主要是使用[监督学习]实现一个图像分类器,目的是识别图片是猫还是狗. 从[数据预处理]到 [图片预测]实现一个完整的流程, 当然这个分类在 Kaggle 上已经有人用[迁移学习](VGG,Resn ...

  5. 使用TensorFlow中的Batch Normalization

    问题 训练神经网络是一个很复杂的过程,在前面提到了深度学习中常用的激活函数,例如ELU或者Relu的变体能够在开始训练的时候很大程度上减少梯度消失或者爆炸问题.但是却不能保证在训练过程中不出现该问题, ...

  6. Keras官方中文文档:keras后端Backend

    所属分类:Keras Keras后端 什么是"后端" Keras是一个模型级的库,提供了快速构建深度学习网络的模块.Keras并不处理如张量乘法.卷积等底层操作.这些操作依赖于某种 ...

  7. Keras官方中文文档:常见问题与解答

    所属分类:Keras Keras FAQ:常见问题 如何引用Keras? 如何使Keras调用GPU? 如何在多张GPU卡上使用Keras "batch", "epoch ...

  8. [AI开发]centOS7.5上基于keras/tensorflow深度学习环境搭建

    这篇文章详细介绍在centOS7.5上搭建基于keras/tensorflow的深度学习环境,该环境可用于实际生产.本人现在非常熟练linux(Ubuntu/centOS/openSUSE).wind ...

  9. 第十八节,TensorFlow中使用批量归一化(BN)

    在深度学习章节里,已经介绍了批量归一化的概念,详情请点击这里:第九节,改善深层神经网络:超参数调试.正则化以优化(下) 神经网络在进行训练时,主要是用来学习数据的分布规律,如果数据的训练部分和测试部分 ...

随机推荐

  1. SQL SERVER 2008 R2序列号

    SQL SERVER 2008 R2序列号: 数据中心版:PTTFM-X467G-P7RH2-3Q6CG-4DMYB 开 发者 版:MC46H-JQR3C-2JRHY-XYRKY-QWPVM 企    ...

  2. Python统计字符串中的中英文字符、数字空格,特殊字符

    # -*- coding:utf8 -*- import string from collections import namedtuple def str_count(s): '''找出字符串中的中 ...

  3. Vue学习笔记之Vue知识点补充

    0x00 修饰符 .lazy 在默认情况下,v-model 在每次 input 事件触发后将输入框的值与数据进行同步 .你可以添加 lazy 修饰符,从而转变为使用 change 事件进行同步: &l ...

  4. 20145335郝昊《网络攻防》Bof逆向基础——ShellCode注入与执行

    20145335郝昊<网络攻防>Bof逆向基础--ShellCode注入与执行 实验原理 关于ShellCode:ShellCode是一段代码,作为数据发送给受攻击服务器,是溢出程序和蠕虫 ...

  5. 20135320赵瀚青LINUX第八周学习笔记

    赵瀚青原创作品转载请注明出处<Linux内核分析>MOOC课程http://mooc.study.163.com/course/USTC-1000029000 概述 本周学习的是linux ...

  6. ubuntu 18.04 64bit如何编译安装内核

    1.获取 wget http://mirrors.163.com/kernel/v4.x/linux-4.15.13.tar.gz 2.解压 tar xvf linux-4.15.13.tar.gz ...

  7. Codeforces Round #419 (Div. 2) B. Karen and Coffee(经典前缀和)

    http://codeforces.com/contest/816/problem/B To stay woke and attentive during classes, Karen needs s ...

  8. python 递归求阶乘

    #用递归函数求 n 阶乘的值 def factorial(i): : else: )# sum=n*(n-)!所以直接调用自身 n=int(input('请输入阶乘数:')) ): print('%d ...

  9. shell 判断文件是否存在,没有则创建

    没有该文件则创建,有则 ls -l 输出文件信息. #!/bin/bash echo "enter the name:" read filename if test -e $fil ...

  10. oracle: sql语句报ora-01461/ora-00911错误

    oracle: sql语句报ora-01461/ora-00911错误 ora-00911:sql语句中可能含有特殊字符,或者sql语句中不能用";"分号结尾. sql语句报ora ...