梯度爆炸和梯度消失: W[i] > 1:梯度爆炸(呈指数级增长) W[i] < 1:梯度消失(呈指数级衰减) *.注意此时的1指单位矩阵,W也是系数矩阵 初始化权重: np.random.randn(shape)* np.sqrt(2/n[l-1]) Relu:np.sqrt(2/n[l-1]) Tanh:np.sqrt(1/n[l-1]) 其他的做法:np.sqrt(2/n[l-1]+n[l]) 梯度的数值逼近: 使用双边误差逼近比单边误差逼近更准确 f(θ+ε) - f(θ-ε) / 2ε…

梯度消失与梯度爆炸 当训练神经网络时,导数或坡度有时会变得非常大或非常小,甚至以指数方式变小,这加大了训练的难度 这里忽略了常数项b.为了让z不会过大或者过小,思路是让w与n有关,且n越大,w应该越小才好.这样能够保证z不会过大.一种方法是在初始化w时,令其方差为.相应的python伪代码为: 如果激活函数是tanh,一般选择下面的初始化方法 w[l] = np.random.randn(n[l],n[l-1])*np.sqrt(1/n[l-1]) 如果激活函数是ReLU,权重w的初始化一般令其…

输入归一化 1,对每个特征零均值化 2,对每个特征归一化方差 注意:训练集和测试集要使用相同的均值和方差去归一化. 原本狭长的优化函数,要找到最小值,需要设置较小的学习率,并且进行多次迭代:而归一化以后变的更加圆,便于更加直接找到最小值,减少迭代次数.如图:…

所有的正则化方法来自于吴恩达老师的免费公开课:https://mooc.study.163.com/learn/2001281003?tid=2001391036#/learn/content?type=detail&id=2001701045 1.矩阵L2正则化(Frobenius范数),有时也称其为“权重衰减” 其本质是通过乘一个小于1的范数,使得w在每次迭代后逐渐变小,因此激活函数的范围也靠近0,所以从激活函数的图像来看,基本就是tanh的中间类似于直线的区段,使得神经网络每一层中的线性成…

Error | 误差 Bias | 偏差 – 衡量准确性 Variance | 方差 – 衡量稳定性 首先我们通常在实际操作中会直接用错误率或者与之对应的准确率来衡量一个模型的好坏,但是更加准确的做法是误差衡量时综合考虑偏差和方差的共同作用. 所谓偏差Bias反映的是模型在样本上的输出与真实值之间的误差,即模型本身的精准度.Variance反映的是模型每一次输出结果与模型输出期望值之间的误差,即模型的稳定性. 举个例子,对于一个二分类问题,比如测试图片是不是猫,是猫的话就是1,不是猫就是2. 现…

转载自: https://blog.csdn.net/qq_25737169/article/details/78847691 前言 本文主要深入介绍深度学习中的梯度消失和梯度爆炸的问题以及解决方案.本文分为三部分,第一部分主要直观的介绍深度学习中为什么使用梯度更新,第二部分主要介绍深度学习中梯度消失及爆炸的原因,第三部分对提出梯度消失及爆炸的解决方案.有基础的同鞋可以跳着阅读. 其中,梯度消失爆炸的解决方案主要包括以下几个部分. - 预训练加微调 - 梯度剪切.权重正则(针对梯度爆炸) - 使…

PS:要转载请注明出处,本人版权所有. PS: 这个只是基于<我自己>的理解, 如果和你的原则及想法相冲突,请谅解,勿喷. 前置说明   本文作为本人csdn blog的主站的备份.(BlogID=109) 环境说明 Windows 10 VSCode Python 3.8.10 Pytorch 1.8.1 Cuda 10.2 前言   如果有计算机背景的相关童鞋,都应该知道数值计算中的上溢和下溢的问题.关于计算机中的数值表示,在我的<数与计算机 (编码.原码.反码.补码.移码.IEEE…

网上有很多Simple RNN的BPTT(Backpropagation through time,随时间反向传播)算法推导.下面用自己的记号整理一下. 我之前有个习惯是用下标表示样本序号,这里不能再这样表示了,因为下标需要用做表示时刻. 典型的Simple RNN结构如下: 图片来源:[3] 约定一下记号: 输入序列 $\textbf x_{(1:T)} =(\textbf x_1,\textbf x_2,...,\textbf x_T)$ : 标记序列 $\textbf y_{(1:T)}…

觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 1.10 梯度消失和梯度爆炸 当训练神经网络,尤其是深度神经网络时,经常会出现的问题是梯度消失或者梯度爆炸,也就是说当你训练深度网络时,导数或坡度有时会变得非常大,或非常小,甚至以指数方式变小.这加大了训练的难度. 假设你正在训练一个很深的神经网络,并且将其权重命名为"W[1],W[2],W[3],W[4]......W[L]" 为了简化说明,我们选择激活函数为g(z)=z(线性激活函数),b[l]=0(即忽略偏置对神经网络的影响…

什么是梯度爆炸/梯度消失? 深度神经网络训练的时候,采用的是反向传播方式,该方式使用链式求导,计算每层梯度的时候会涉及一些连乘操作,因此如果网络过深. 那么如果连乘的因子大部分小于1,最后乘积的结果可能趋于0,也就是梯度消失,后面的网络层的参数不发生变化. 那么如果连乘的因子大部分大于1,最后乘积可能趋于无穷,这就是梯度爆炸 如何防止梯度消失? sigmoid容易发生,更换激活函数为 ReLU即可. 权重初始化用高斯初始化 如何防止梯度爆炸? 1 设置梯度剪切阈值,如果超过了该阈值,直接将梯度置…

转自https://blog.csdn.net/guoyunfei20/article/details/78283043 神经网络中梯度不稳定的根本原因:在于前层上的梯度的计算来自于后层上梯度的乘积(链式法则).当层数很多时,就容易出现不稳定.下边3个隐含层为例: 其b1的梯度为: 加入激活函数为sigmoid,则其导数如下图: sigmoid导数σ'的最大值为1/4.同常一个权值w的取值范围为abs(w) < 1,则:|wjσ'(zj)| < 1/4,从而有: 从上式可以得出结论:前层比后层…

2018-12-06 16:25:08 首先我们先来看一下求解梯度的公式,以下面三层的网络为例: 如果w初始化为大于1的数字,在深层神经网络计算梯度的时候就会出现梯度爆炸的现象: 如果w初始化为小于1的数字,在深层神经网络计算梯度的时候就会出现梯度消失的现象: 那么该如何初始化权重值呢? z = w1 * x1 + w2 * x2 + ... + wn * xn 我们希望的是当n很大的时候,z的值不要过大. 其中一个方法就是通过修改方差的方法来完成这个操作,假设我们最初初始化的数值是N(0, 1…

(1)梯度不稳定问题: 什么是梯度不稳定问题:深度神经网络中的梯度不稳定性,前面层中的梯度或会消失,或会爆炸. 原因:前面层上的梯度是来自于后面层上梯度的乘乘积.当存在过多的层次时,就出现了内在本质上的不稳定场景,如梯度消失和梯度爆炸. (2)梯度消失(vanishing gradient problem): 原因:例如三个隐层.单神经元网络: 则可以得到: 然而,sigmoid方程的导数曲线为: 可以看到,sigmoid导数的最大值为1/4,通常abs(w)<1,则: 前面的层比后面的层梯度变…

Backpropagation Through Time (BPTT) 梯度消失与梯度爆炸 下面的图显示的是RNN的结果以及数据前向流动方向 假设有 \[ \begin{split} h_t &= \tanh W\begin{pmatrix}x_t \\ h_{t-1}\end{pmatrix}\\ y_t &= F(h_t)\\ C_t &= L(y_t, \hat{y}_t) \end{split} \] 那么在反向传播时,假设我们要求的是 \[ \begin{split} \…

我们给定一个三个时间的RNN单元,如下: 我们假设最左端的输入  为给定值, 且神经元中没有激活函数(便于分析), 则前向过程如下: 在  时刻, 损失函数为  ,那么如果我们要训练RNN时, 实际上就是是对  求偏导, 并不断调整它们以使得  尽可能达到最小(参见反向传播算法与梯度下降算法). 那么我们得到以下公式: 将上述偏导公式与第三节中的公式比较,我们发现, 随着神经网络层数的加深对  而言并没有什么影响, 而对  会随着时间序列的拉长而产生梯度消失和梯度爆炸问题. 根据上述分析整理一下…

[转载]clip gradient抑制梯度爆炸 来源:https://blog.csdn.net/u010814042/article/details/76154391 1.梯度爆炸的影响 在一个只有一个隐藏节点的网络中,损失函数和权值w偏置b构成error surface,其中有一堵墙,如下所示 损失函数每次迭代都是每次一小步,但是当遇到这堵墙时,在墙上的某点计算梯度,梯度会瞬间增大,指向某处不理想的位置.如果我们使用缩放,可以把误导控制在可接受范围内,如虚线箭头所示 2.解决梯度爆炸问题的方…

梯度消失.梯度爆炸以及Kaggle房价预测 梯度消失和梯度爆炸 考虑到环境因素的其他问题 Kaggle房价预测 梯度消失和梯度爆炸 深度模型有关数值稳定性的典型问题是消失(vanishing)和爆炸(explosion). 当神经网络的层数较多时,模型的数值稳定性容易变差. 假设一个层数为\(L\)的多层感知机的第\(l\)层\(\boldsymbol{H}^{(l)}\)的权重参数为\(\boldsymbol{W}^{(l)}\),输出层\(\boldsymbol{H}^{(L)}\)的权重参…

梯度消失.梯度爆炸以及Kaggle房价预测 梯度消失和梯度爆炸 考虑到环境因素的其他问题 Kaggle房价预测 梯度消失和梯度爆炸 深度模型有关数值稳定性的典型问题是消失(vanishing)和爆炸(explosion). 当神经网络的层数较多时,模型的数值稳定性容易变差. 假设一个层数为LLL的多层感知机的第lll层H(l)\boldsymbol{H}^{(l)}H(l)的权重参数为W(l)\boldsymbol{W}^{(l)}W(l),输出层H(L)\boldsymbol{H}^{(L)}…

houseprices数据下载: 链接:https://pan.baidu.com/s/1-szkkAALzzJJmCLlJ1aXGQ 提取码:9n9k 梯度消失.梯度爆炸以及Kaggle房价预测 代码地址:下载 https://download.csdn.net/download/xiuyu1860/12156343 梯度消失和梯度爆炸 考虑到环境因素的其他问题 Kaggle房价预测 梯度消失和梯度爆炸 深度模型有关数值稳定性的典型问题是消失(vanishing)和爆炸(explosion).…

1.RNN模型结构 循环神经网络RNN(Recurrent Neural Network)会记忆之前的信息,并利用之前的信息影响后面结点的输出.也就是说,循环神经网络的隐藏层之间的结点是有连接的,隐藏层的输入不仅包括输入层的输出,还包括上时刻隐藏层的输出.下图为RNN模型结构图: 2.RNN前向传播算法 RNN前向传播公式为: 其中: St为t时刻的隐含层状态值: Ot为t时刻的输出值: ①是隐含层计算公式,U是输入x的权重矩阵,St-1是t-1时刻的状态值,W是St-1作为输入的权重矩阵,$\…

首先感谢这位博主整理的Andrew Ng的deeplearning.ai的相关作业:https://blog.csdn.net/u013733326/article/details/79827273 开一个我的github传送门,可以看到代码. https://github.com/VVV-LHY/deeplearning.ai/tree/master/improveNeuralNetwork/optimalNN 待分类的点集: 普通的梯度下降法GradientDescent(带minibatc…

首先感谢这位博主整理的Andrew Ng的deeplearning.ai的相关作业:https://blog.csdn.net/u013733326/article/details/79827273 开一个我的github传送门,可以看到代码. https://github.com/VVV-LHY/deeplearning.ai/tree/master/improveNeuralNetwork/InitializeRegularize 以下是今天要分类的目标点集: 在初始化w权重矩阵为0的情况下…

首先感谢吴恩达老师的免费公开课,以下图片均来自于Andrew Ng的公开课 指数加权平均法 在统计学中被称为指数加权移动平均法,来看下面一个例子: 这是伦敦在一些天数中的气温分布图 Vt = βVt-1 + (1 - β)θt  β指的是加权系数 0<β<1 θt 指的是当前时刻的温度 当β=0.9的时候 1/1-β = 10 所以看到上图的红线其实就是考虑了10天之内的平均气温,其拟合度较好 当β=0.98的时候 1/1-β = 50 所以上图中的绿线是考虑了50天之内的平均气温,于是这种平…

所谓Mini-batch梯度下降法就是划分训练集和测试集为等分的数个子集,比如原来有500W个样本,将其划分为5000个baby batch,每个子集中有1000个样本,然后每次对一个mini-batch进行梯度下降 mini-batch大小 = m: 极限情况下,当mini-batch的单个子集样本数量和原集合大小一致都为m时,也就是说对原样本只划分一个子集,这意味着没有划分,此时的梯度下降法为原始的Batch梯度下降 batch方法意味着每次迭代对大量的数据进行处理,这意味着在进行深度神经网…

本节内容:   面向对象编程介绍 为什么要用面向对象进行开发? 面向对象的特性:封装.继承.多态 类.方法.     引子 你现在是一家游戏公司的开发人员,现在需要你开发一款叫做<人狗大战>的游戏,你就思考呀,人狗作战,那至少需要2个角色,一个是人, 一个是狗,且人和狗都有不同的技能,比如人拿棍打狗, 狗可以咬人,怎么描述这种不同的角色和他们的功能呢?   你搜罗了自己掌握的所有技能,写出了下面的代码来描述这两个角色 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16…

本节内容: 面向对象高级语法部分 静态方法.类方法.属性方法 类的特殊方法 反射 异常处理 Socket开发基础 面向对象高级语法部分 静态方法                                                                                                                                 通过@staticmethod装饰器即可把其装饰的方法变为一个静态方法,什么是静态方法呢?其实不难…

首先感谢这位博主整理的Andrew Ng的deeplearning.ai的相关作业:https://blog.csdn.net/u013733326/article/details/79827273 本来想要进deeplearning.ai的官网看作业的,因为我是在网易云上面看的课所以没有作业,然而GFW把我关了,我现在用的新机器代理还没设置好.照例来一句GTMD GFW! 然后本来想把jupyter notebook直接上传到博客,但是转换成html不支持,转成markdown丢了好多东西,所…

Batch Norm的意义:Covariate shift的问题 在传统的机器学习中,我们通常会认为source domain和target domain的分布是一致的,也就是说,训练数据和测试数据是满足相同分布的.这是通过训练数据获得的模型能够在测试集上获得好的效果的一个基本保障. Convariate Shift是指训练集的样本数据和目标样本集分布不一致时,训练得到的模型无法很好的Generalization.它是分布不一致假设之下的一个分支问题,也就是指Sorce Domain和Targe…

参数重要性: 第一阶:α即learning rate 第二阶:momentum中的β,hidden units的数量,mini-batch的大小 第三阶:hidden layers的数量,learning rate decay的参数 参数选择的方式: 一.完全在一定范围内进行随机 二.尝试完毕上述随机参数后,以粗糙到精确的思路,缩小随机范围并重复第一步 python中参数的具体实现: 对于学习率α而言:0 < α < 1 所以打个比方如果测试 0.0001 ≤ α ≤ 1显然这是一种指数分布,…

在mini-batch梯度下降法中,我们曾经说过因为分割了baby batch,所以迭代是有波动而且不能够精确收敛于最小值的 因此如果我们将学习率α逐渐变小,就可以使得在学习率α较大的时候加快模型训练速度,在α变小的时候使得模型迭代的波动逐渐减弱,最终收敛于一个较小的区域来得到较为精确的结果 首先是公式1学习率衰减的标准公式: 其中decay rate即衰减率,epoch-num指的是遍历整个训练集的次数,α0是给定的初始学习率 其次是公式2指数衰减公式: 其中,0.95是一个小于1的初始值,可…