神经网络中的激活函数是用于决定神经元是否应该被激活的函数,它们在神经网络中起着至关重要的作用。以下是一些常见的激活函数:
Sigmoid函数:[\sigma(x) = \frac{1}{1 + e^{-x}}]Sigmoid函数将输入压缩到(0, 1)区间,适用于二分类问题。
Tanh函数(双曲正切函数):[\tanh(x) = \frac{e^x - e^{-x}}{e^x + e^{-x}}]Tanh函数将输入压缩到(-1, 1)区间,输出以零为中心,但仍然存在梯度消失问题。
ReLU函数(线性整流单元):[\text{ReLU}(x) = \max(0, x)]ReLU函数在输入大于零时输出输入值,在输入小于或等于零时输出零。它计算简单,且在实践中表现良好。
Leaky ReLU函数:[\text{Leaky ReLU}(x) = \begin{cases} x & \text{if } x > 0 \\alpha x & \text{if } x \leq 0 \end{cases}]其中,(\alpha)是一个小的正数(通常为0.01)。Leaky ReLU解决了ReLU的“死神经元”问题。
Parametric ReLU函数(PReLU):[\text{PReLU}(x) = \begin{cases} x & \text{if } x > 0 \\alpha x & \text{if } x \leq 0 \end{cases}]其中,(\alpha)是一个可学习的参数。
Exponential Linear Unit(ELU):[\text{ELU}(x) = \begin{cases} x & \text{if } x > 0 \\alpha (e^x - 1) & \text{if } x \leq 0 \end{cases}]其中,(\alpha)是一个超参数。ELU函数可以使得输出更接近于零均值,但计算复杂度较高。
Softmax函数:[\text{Softmax}(z_i) = \frac{e^{zi}}{\sum{j=1}^{K} e^{z_j}}]Softmax函数用于多分类问题的输出层,将输入转换为概率分布。
这些激活函数各有优缺点,选择合适的激活函数取决于具体的应用场景和数据特性。
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