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莫凡Pytorch教程(一):激活函数的心路历程

人工智能

激活函数:神经网络中的无名英雄

前言

踏入神经网络的奇妙世界,我们将开启一段激动人心的旅程。今天,我们聚焦于激活函数,神经网络中的幕后功臣,它们让神经网络拥有非凡的学习和表达能力。

激活函数:神经元的生命力

激活函数就好比神经元之间的桥梁,将输入信号转化为输出信号。它们赋予神经网络非线性表达能力,让网络能够学习复杂的关系和模式,模拟现实世界的方方面面。

激活函数家族:各显神通

神经网络中常见的激活函数各有千秋,满足不同任务的需求。

  • Sigmoid函数:二分类的利器
    Sigmoid函数形如S形曲线,将输入信号压缩到0到1之间。它常用于二分类问题,将连续的输入信号转化为离散的输出信号。

  • Tanh函数:双曲正切的魅力
    Tanh函数与Sigmoid函数相似,但将输入信号压缩到-1到1之间。它也适用于二分类问题,并在多分类任务中表现出色。

  • ReLU函数:简单高效的王者
    ReLU函数(修正线性单元)以其简单性和高效性广受青睐。它将所有小于0的输入信号置为0,其余信号保持不变。ReLU函数广泛用于图像分类、自然语言处理等领域。

Pytorch中的激活函数实现

Pytorch是一个深度学习框架,它提供了各种激活函数的便捷实现。

Sigmoid函数

import torch
import torch.nn as nn

class Sigmoid(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Sigmoid, self).__init__()

    def forward(self, x):
        return torch.sigmoid(x)

Tanh函数

import torch
import torch.nn as nn

class Tanh(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tanh, self).__init__()

    def forward(self, x):
        return torch.tanh(x)

ReLU函数

import torch
import torch.nn as nn

class ReLU(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(ReLU, self).__init__()

    def forward(self, x):
        return torch.relu(x)

结语

激活函数是神经网络的基石,它们赋予神经网络非线性的表达能力。Pytorch提供了便捷的激活函数实现,让开发者可以轻松地将它们应用到自己的模型中。

常见问题解答

1. 激活函数的作用是什么?
激活函数将神经元的输入信号转化为输出信号,赋予神经网络非线性的表达能力。

2. 为什么需要激活函数?
如果没有激活函数,神经网络只能学习线性函数,无法捕捉复杂的关系和模式。

3. 哪种激活函数最常用?
ReLU函数因其简单高效而广受使用。Sigmoid和Tanh函数则常用于二分类和多分类任务。

4. 如何在Pytorch中实现激活函数?
可以使用Pytorch的nn.Module类轻松地实现激活函数。本文提供了Sigmoid、Tanh和ReLU函数的示例代码。

5. 如何选择合适的激活函数?
激活函数的选择取决于任务的类型和神经网络的结构。通常,ReLU函数是图像分类和自然语言处理的首选,而Sigmoid和Tanh函数则更适合二分类和多分类任务。