循环神经网络六-Pytorch中的序列化器

目录

一.梯度消失

二.梯度爆炸

三.解决梯度消失或者爆炸

四序列化器

1.nn.sequential

2.nn.BatchNormld

3.nn.Dropout

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一.梯度消失

假设我们由四层神经网络，每一次只有一个神经元X

那么在计算它的梯度的时候就有：▽w1 = x1f(a1)’w2f(b1)’w3*▽out

如果我们使用的激活函数是sigmoid，而sigmoid的导数图为：

假设每层都取得sigmoid导数的最大值1/4，那么在反向传播的时候

当权重初始过小或者使用易饱和神经元sigmoid在y=0，1处梯度接近0，而无法更新参数时神经网络在反向传播呈现指数倍缩小，产生消失现象

二.梯度爆炸

假设

当权重过初始值过大时，梯度神经网络在反向传播时也呈现指数倍放大，产生爆炸现象

三.解决梯度消失或者爆炸

1.替换易训练神经元

2.改进优化算法，使用adam算法

3.使用 batch normalization

四序列化器

1.nn.sequential

这是一个有序的容器，其中传入的是构造器类（各种用来处理输入数据的类），最终输入数据会被sequential中的构造类依次执行

layer = nn.Sequential(
            nn.Linear(input_dim, n_hidden_1), 
            nn.ReLU(True)， #inplace=False 是否对输入进行就地修改，默认为False
            nn.Linear(n_hidden_1, n_hidden_2)，
            nn.ReLU(True)，
            nn.Linear(n_hidden_2, output_dim) # 最后一层不需要添加激活函数
             )

在上述构造中，可以直接调用layer(x)，得到的输出x的倍执行顺序就是Sequential中定义的顺序：

1.倍隐层1执行，形状改变为[batch_size ,n_hidden_1]

2.倍relu执行，形状不变

3.被隐层2执行,形状变成[batch_size, n_hidden_2]

4.被relu执行，形状不变

5.被最后一层执行，形状变成[batch_size，output_dim]

2.nn.BatchNormld

翻译成中文就是批量规范化，就是在每个样本训练的过程中，对参数进行归一化处理，从而达到加快训练速度的效果

以sigmoid为例，在反向传播的过程中，在值为0，1的时候，梯度接近0，导致参数被更新的幅度很小，训练速度很漫，但是如果对数据进行归一化处理，将数据压缩在[0-1]之间，从而让参数更新的幅度变大，提高训练速度

batchNorm一般会放到激活函数之后，即对输入进行激活处理之后再进入batchNorm

layer = nn.Sequential(
            nn.Linear(input_dim, n_hidden_1),
    		
            nn.ReLU(True)， 
    		nn.BatchNorm1d(n_hidden_1)
    
            nn.Linear(n_hidden_1, n_hidden_2)，
            nn.ReLU(True)，
    		nn.BatchNorm1d(n_hidden_2)
 
            nn.Linear(n_hidden_2, output_dim) 
             )

3.nn.Dropout

dropout在前面已经介绍过，可以理解为对参数的随机失活

1.增加模型的稳定性

2.解决过拟合问题

3.可理解为训练后的模型是多个模型组合之后的结果，类似随机森林

layer = nn.Sequential(
            nn.Linear(input_dim, n_hidden_1),
            nn.ReLU(True)， 
    		nn.BatchNorm1d(n_hidden_1)
    		nn.Dropout(0.3) #0.3 为dropout的比例，默认值为0.5
    
            nn.Linear(n_hidden_1, n_hidden_2)，
            nn.ReLU(True)，
    		nn.BatchNorm1d(n_hidden_2)
    		nn.Dropout(0.3)
    
            nn.Linear(n_hidden_2, output_dim) 
             )