The activation function deployed in a deep neural network has great influence on the performance of the network at initialisation, which in turn has implications for training. In this paper we study how to avoid two problems at initialisation identified in prior works: rapid convergence of pairwise input correlations, and vanishing and exploding gradients. We prove that both these problems can be avoided by choosing an activation function possessing a sufficiently large linear region around the origin, relative to the bias variance $\sigma_b^2$ of the network's random initialisation. We demonstrate empirically that using such activation functions leads to tangible benefits in practice, both in terms test and training accuracy as well as training time. Furthermore, we observe that the shape of the nonlinear activation outside the linear region appears to have a relatively limited impact on training. Finally, our results also allow us to train networks in a new hyperparameter regime, with a much larger bias variance than has previously been possible.


翻译:在深层神经网络中部署的激活功能对网络初始化时的性能有很大影响,而这反过来又对培训产生影响。在本文中,我们研究如何避免在初始化过程中发现的两个问题:双向输入相关性的快速趋同,以及渐变和爆炸梯度。我们证明,这两个问题都可以通过选择一个在源头周围拥有足够大线性区域的激活功能来避免,相对于网络随机初始化的偏差差异$\sigma_b ⁇ 2美元。我们从经验上证明,使用这种激活功能在测试和培训准确性以及培训时间两方面在实践中都会带来实际好处。此外,我们观察到线性区域外非线性激活的形状对培训的影响似乎相对有限。最后,我们的结果还使我们能够在一个新的超参数系统中对网络进行培训,其偏差比以前大得多。

0
下载
关闭预览

相关内容

在人工神经网络中,给定一个输入或一组输入,节点的激活函数定义该节点的输出。一个标准集成电路可以看作是一个由激活函数组成的数字网络,根据输入的不同,激活函数可以是开(1)或关(0)。这类似于神经网络中的线性感知器的行为。然而,只有非线性激活函数允许这样的网络只使用少量的节点来计算重要问题,并且这样的激活函数被称为非线性。
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
30+阅读 · 2019年10月17日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
52+阅读 · 2019年9月29日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
A General and Adaptive Robust Loss Function
Arxiv
8+阅读 · 2018年11月5日
VIP会员
相关资讯
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
Soft-NMS – Improving Object Detection With One Line of Code
统计学习与视觉计算组
6+阅读 · 2018年3月30日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员