Batch-Normalization详细解析:
BN的基本思想其实相当直观:因为深层神经网络在做非线性变换前的激活输入值(就是那个x=WU+B,U是输入)随着网络深度加深或者在训练过程中,其分布逐渐发生偏移或者变动,之所以训练收敛慢,一般是整体分布逐渐往非线性函数的取值区间的上下限两端靠近(对于Sigmoid函数来说,意味着激活输入值WU+B是大的负值或正值),所以这导致反向传播时低层神经网络的梯度消失,这是训练深层神经网络收敛越来越慢的本质原因,而BN就是通过一定的规范化手段,把每层神经网络任意神经元这个输入值的分布强行拉回到均值为0方差为1的标准正态分布,其实就是把越来越偏的分布强制拉回比较标准的分布,这样使得激活输入值落在非线性函数对输入比较敏感的区域,这样输入的小变化就会导致损失函数较大的变化,意思是这样让梯度变大,避免梯度消失问题产生,而且梯度变大意味着学习收敛速度快,能大大加快训练速度。
BN就是调整每层网络输出数据的分布,使其进入激活函数的作用区。激活函数的作用区就是指原点附近的区域,梯度弥散率低,区分率高。同时,BN会在训练过程中,自己调节数据分布,使其“更合理”地进入激活函数。
BN有以下特点:
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加速收敛。减少epoch轮数,因为不必训练神经网络去适应数据的分布。同时,完美地使用了激活函数对数据的“修剪”,减少梯度弥散。同时,学习率也可以大一点。
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准确率更高。这也是得亏于对激活函数的完美使用,切得更准,垂直度更高。比如,yolo v2加入BN后,mAP提高了2%。
这以上两个特点,具有普世性价值,这也是BN势不可挡的原因。
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