权重初始化的重要性

本文探讨了权重初始化在神经网络中的重要性,解释了为何初始化需要非对称、不能全为0以及初始化值不宜过大或过小的原因。激活函数、反向传播和梯度消失问题是讨论的基础。He初始化和Xavier初始化作为解决方案被提出,以改善网络训练效果和收敛速度。

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为了更好地理解为什么权重初始化需要非对称,不能全为0,以及为什么初始化值不能太大或太小,我们首先需要了解神经网络中的激活函数、反向传播算法和梯度消失问题。

激活函数在神经网络中起到非线性映射的作用,使得网络可以学习更复杂的函数。常见的激活函数有Sigmoid、ReLU、Tanh等。反向传播算法是训练神经网络的一种常用方法,它通过计算网络输出与真实标签之间的误差,并从输出层向输入层逐层更新参数,使得网络能够逐渐优化。然而,反向传播算法存在一个问题,即梯度消失问题。当网络层数较多时,反向传播计算的梯度会衰减到接近0,导致网络难以进行有效的训练。

为了解决梯度消失问题,权重初始化成了一个关键的环节。合适的权重初始化可以使得网络的训练更加有效,加快收敛速度,同时避免梯度消失或爆炸。

  1. 为什么权重初始化要非对称?

权重初始化要非对称是为了打破对称性,增加神经元的多样性,使其能够学习到更丰富的特征。如果所有的权重初始化都相同,那么无论网络有多少层,每一层的神经元都会执行相同的操作,这种情况下网络的表达能力会受到限制。非对称的初始化可以使不同神经元之间的训练过程不同,从而增加网络的表达能力和灵活性。

  1. 为什么权重初始化不能全为0?

如果权重初始化全为0,那么在反向传播算法中所有神经元的梯度将是相同的,导致它们在更新时也是相同的。这将使得网络无法进行有效的学习,因为所有的神经元都会执行相同的操作,并且无法学习到不同的特征。因此,权重初始化不能全为0,需要引入一定的随机性。

  1. 为什么初始化值不能太大或太小?

初始化值过大或过小都可能导致训练过程

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