Συναρτήσεις Ενεργοποίησης

1 λεπτά

Στόχος: να επιλέξετε μια ενεργοποίηση και να κατανοήσετε κορεσμό, κλίσεις και έξοδο.

Κρυφές ενεργοποιήσεις

ΕνεργοποίησηΈκφραση/ιδέαΧρήση και προσοχή
ReLUmax(0, z)απλή, γρήγορη· πιθανοί νεκροί νευρώνες
LeakyReLUμικρή κλίση αν z<0μειώνει τις μόνιμα μηδενικές μονάδες
tanhέξοδος [-1, 1]κεντραρισμένη, αλλά κορένεται στα άκρα
sigmoidέξοδος [0, 1]κυρίως δυαδική έξοδος· κορεσμός
GELUομαλή διαμόρφωσησυχνή στους Transformers

Η παράγωγος της ReLU ισούται με 1 για z>0 και 0 για z<0. Μια μονάδα που λαμβάνει πάντα αρνητικές προ-ενεργοποιήσεις δεν μεταδίδει πλέον κλίση: είναι «νεκρή».

Έξοδοι

  • Μη φραγμένη παλινδρόμηση: γραμμική έξοδος.
  • Δυαδική πιθανότητα: sigmoid για την ερμηνεία, αλλά logits για την BCEWithLogitsLoss.
  • Αποκλειστικές κλάσεις: softmax για την ανάγνωση των πιθανοτήτων, αλλά logits για την CrossEntropyLoss.
  • Multilabel: μία ανεξάρτητη sigmoid ανά ετικέτα.

Softmax

Η softmax(z_i) = exp(z_i) / Σ_j exp(z_j) μετατρέπει K logits σε θετικούς αριθμούς με άθροισμα 1. Η προσθήκη της ίδιας σταθεράς σε όλα τα logits δεν αλλάζει τις πιθανότητες. Οι σταθερές υλοποιήσεις αφαιρούν το μέγιστο πριν από την εκθετική.

Πρακτικός κανόνας

Χρησιμοποιήστε τη ReLU ως baseline για ένα MLP/CNN, τη GELU για έναν Transformer, και τοποθετήστε μια ενεργοποίηση εξόδου μόνο αν η απώλεια ή η διεπαφή το απαιτεί ρητά.

Γρήγορος έλεγχος

Γιατί οι ενεργοποιήσεις πρέπει να είναι μη γραμμικές; Ποια ενεργοποίηση παράγει αποκλειστικές πιθανότητες;

Απαντήσεις

Αλλιώς όλο το δίκτυο ανάγεται σε έναν αφινικό μετασχηματισμό. Η softmax παράγει μια κατανομή σε αποκλειστικές κλάσεις.

Δραστηριότητα κατάκτησης — Επιλογή και υπολογισμός

Υπολογίστε ReLU και sigmoid για z = {-2, 0, 2}, και μετά τη σταθερή softmax του [1000, 1001, 999]. Αντιστοιχίστε στη συνέχεια μια έξοδο σε τέσσερις εργασίες: δυαδική, πολλών κλάσεων, multilabel και μη φραγμένη παλινδρόμηση. Επιτυχία: καμία διπλή ενεργοποίηση πριν από μια απώλεια σε logits.

Επιλογή της ενεργοποίησης στο σωστό σημείο

Ανάγνωση: η συνάρτηση απώλειας υπαγορεύει συχνά την αναμενόμενη αριθμητική μορφή. Με τις σταθερές απώλειες που λαμβάνουν logits, η sigmoid ή η softmax χρησιμεύουν για την ερμηνεία, όχι για την είσοδο της απώλειας. Η κύρια παγίδα είναι επομένως η διπλή ενεργοποίηση, που υποβαθμίζει τις κλίσεις και μπορεί να δώσει παραπλανητικές πιθανότητες.