目录

Glorot X, Bengio Y. Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks[C]. international conference on artificial intelligence and statistics, 2010: 249-256.

@article{glorot2010understanding,

title={Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks},

author={Glorot, Xavier and Bengio, Yoshua},

pages={249--256},

year={2010}}

本文提出了Xavier参数初始化方法.

主要内容

在第\(i=1, \ldots, d\)层:

\[\mathbf{s}^i=\mathbf{z}^i W^i+\mathbf{b}^i \\
\mathbf{z}^{i+1}= f(\mathbf{s}^i),
\]

其中\(\mathbf{z}^i\)是第\(i\)层的输入, \(\mathbf{s}^i\)是激活前的值, \(f(\cdot)\)是激活函数(假设其在0点对称, 且\(f'(0)=1\) 如tanh).

\[\mathrm{Var}(z^i) = n_l\mathrm{Var}(w^iz^i),
\]

在\(0\)附近近似成立(既然\(f'(0)=1\)), 其中\(z^i, w^i,\)分别是\(\mathbf{z}^i, W^i\)的某个元素, 且假设这些\(\{w^i\}\)之间是独立同分布的, \(w^i, z^i\)是相互独立的, 进一步假设\(\mathbb{E}(w^i)=0,\mathbb{E}(x)=0\)(\(x\)是输入的样本), 则

\[\mathrm{Var}(z^i) = n_l\mathrm{Var}(w^i)\mathrm{Var}(z^i),
\]

在\(0\)点附近近似成立.

\[\mathrm{Var}(z^i) = \mathrm{Var}(x) \prod_{i'=0}^{i-1} n_{i'} \mathrm{Var}(w_{i'})
\]

其中\(n_i\)表示第\(i\)层输入的节点个数.

根据梯度反向传播可知:

\[\tag{2}
\frac{\partial Cost}{\partial s_k^i} = f'(s_k^i) W_{k, \cdot}^{i+1} \frac{\partial Cost}{\partial \mathbf{s}^{i+1}}
\]
\[\tag{3}
\frac{\partial Cost}{\partial w_{l,k}^i} = z_l^i \frac{\partial Cost}{\partial s_k^i}.
\]

于是

\[\tag{6}
\mathrm{Var}[\frac{\partial Cost}{\partial s_k^i}] = \mathrm{Var}[\frac{\partial Cost}{\partial s^d}] \prod_{i'=i}^d n_{i'+1} \mathrm{Var} [w^{i'}],
\]
\[\mathrm{Var}[\frac{\partial Cost}{\partial w^i}] = \prod_{i'=0}^{i-1} n_{i'} \mathrm{Var}[w^{i'}] \prod_{i'=i}^d n_{i'+1} \mathrm{Var} [w^{i'}] \times \mathrm{Var}(x) \mathrm{Var}[\frac{\partial Cost}{\partial s^d}],
\]

当我们要求前向进程中关于\(z^i\)的方差一致, 则

\[\tag{10}
\forall i, \quad n_i \mathrm{Var} [w^i]=1.
\]

当我们要求反向进程中梯度的方差\(\frac{\partial Cost}{\partial s^i}\)一致, 则

\[\tag{11}
\forall i \quad n_{i+1} \mathrm{Var} [w^i]=1.
\]

本文选了一个折中的方案

\[\mathrm{Var} [w^i] = \frac{2}{n_{i+1}+n_{i}},
\]

并构造了一个均匀分布, \(w^i\)从其中采样

\[w^i \sim U[-\frac{\sqrt{6}}{\sqrt{n_{i+1}+n_{i}}},\frac{\sqrt{6}}{\sqrt{n_{i+1}+n_{i}}}].
\]

文章还有许多关于不同的激活函数的分析, 如sigmoid, tanh, softsign... 这些不是重点, 就不记录了.

[Xavier] Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks的更多相关文章

  1. Xavier——Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks

    1. 摘要 本文尝试解释为什么在深度的神经网络中随机初始化会让梯度下降表现很差,并且在此基础上来帮助设计更好的算法. 作者发现 sigmoid 函数不适合深度网络,在这种情况下,随机初始化参数会让较深 ...

  2. Understanding the difficulty of training deep feedforward neural networks

    本文作者为:Xavier Glorot与Yoshua Bengio. 本文干了点什么呢? 第一步:探索了不同的激活函数对网络的影响(包括:sigmoid函数,双曲正切函数和softsign y = x ...

  3. Deep learning_CNN_Review:A Survey of the Recent Architectures of Deep Convolutional Neural Networks——2019

    CNN综述文章 的翻译 [2019 CVPR] A Survey of the Recent Architectures of Deep Convolutional Neural Networks 翻 ...

  4. Understanding the Effective Receptive Field in Deep Convolutional Neural Networks

    Understanding the Effective Receptive Field in Deep Convolutional Neural Networks 理解深度卷积神经网络中的有效感受野 ...

  5. AlexNet论文翻译-ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks

    ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks 深度卷积神经网络的ImageNet分类 Alex Krizhevsky ...

  6. Image Scaling using Deep Convolutional Neural Networks

    Image Scaling using Deep Convolutional Neural Networks This past summer I interned at Flipboard in P ...

  7. (转) Ensemble Methods for Deep Learning Neural Networks to Reduce Variance and Improve Performance

    Ensemble Methods for Deep Learning Neural Networks to Reduce Variance and Improve Performance 2018-1 ...

  8. 中文版 ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks

    ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks 摘要 我们训练了一个大型深度卷积神经网络来将ImageNet LSVRC ...

  9. 深度学习的集成方法——Ensemble Methods for Deep Learning Neural Networks

    本文主要参考Ensemble Methods for Deep Learning Neural Networks一文. 1. 前言 神经网络具有很高的方差,不易复现出结果,而且模型的结果对初始化参数异 ...

随机推荐

  1. 基于python win32setpixel api 实现计算机图形学相关操作

    最近读研期间上了计算机可视化的课,老师也对计算机图形学的实现布置了相关的作业.虽然我没有系统地学过图形可视化的课,但是我之前逆向过一些游戏引擎,除了保护驱动之外,因为要做透视,接触过一些计算机图形学的 ...

  2. acute, adapt

    acute In Euclidean [欧几里得] geometry, an angle is the figure [图形] formed by two rays, called the sides ...

  3. Oracle中的加解密函数

    对Oracle内部数据的加密,可以简单得使用DBMS_CRYPTO来进行,效果还是不错的,而且使用也比较方便,所以今天专门来学习一下这个包的使用方法.在使用之前,要注意两件事情: 1.DBMS_CRY ...

  4. android 获取uri的正确文件路径的办法

    private String getRealPath( Uri fileUrl ) { String fileName = null; if( fileUrl != null ) { if( file ...

  5. ORACLE 查询sql和存储性能思路

    1.确定session id 如果是存储过程,在程序开头设置客户端标识.并根据标识获取session id. DBMS_SESSION.set_identifier('XXX'); select * ...

  6. Linux基础命令---smbpasswd管理samba密码

    smbpasswd smbpasswd指令可以用来修改samba用户的的密码,该指令不仅可以修改本地samba服务器的用户密码,还可以修改远程samba服务器的用户密码. 此命令的适用范围:RedHa ...

  7. 那些年采的python的坑

    1:使用virtualenvwrapper 新建虚拟环境时出现的错误 OSError: Command D:\file\python\virtu...r\Scripts\python.exe - se ...

  8. PHP之CURL实现含有验证码的模拟登录

    博主最近在为学校社团写一个模拟登录教务系统来进行成绩查询的功能,语言当然是使用PHP啦,原理是通过php数据传输神器---curl扩展,向学校教务系统发送请求,通过模拟登录,获取指定url下的内容. ...

  9. C++STL标准库学习笔记(五)set

    前言: 在这个笔记中,我把大多数代码都加了注释,我的一些想法和注解用蓝色字体标记了出来,重点和需要关注的地方用红色字体标记了出来,这一篇后面主要都是我的记录了,为了防止大片蓝色字体出现,后面就不改蓝色 ...

  10. QT QApplication干了啥?

    ------------恢复内容开始------------ QCoreApplicationPrivate 会取得current thread; 在windows平台创建TLS变量,记录线程信息,并 ...