人工神经网络- 为什么在隐藏层通常使用Sigmoid激活函数而不是Tanh-Sigmoid激活函数?

为什么在隐藏层中首选Log-Sigmoid激活函数而不是Tanh-Sigmoid激活函数?另外,如果我使用Z分数标准化,我可以在隐藏层中使用Sigmoid激活函数吗?


回答:

古代历史

使用Sigmoid函数的动机在历史上是有物理基础的。最早的神经网络,实际上使用的是阶跃函数

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动机是当时人们认为这是大脑中神经元的工作方式。在一定的固定激活能量下,神经元会“激活”,从不活跃(0)变为活跃(1)。然而,这些网络很难训练,标准范式也是基于物理动机的,例如“经常使用的神经元会获得更强的连接”。这在非常小的网络中有效,但完全无法扩展到更大的网络中。

梯度下降和Sigmoid的出现

在80年代,神经网络发生了一次小小的革命,人们发现可以使用梯度下降来训练它们。这使得网络能够扩展到更大的规模,但也标志着阶跃激活的终结,因为它不可微分。然而,鉴于阶跃激活的悠久历史及其合理的物理动机,人们不愿完全放弃它,因此通过Sigmoid函数来近似它,Sigmoid函数具有许多相似的特性,但在0附近是可微的。

后来,人们开始使用Tanh函数,因为它是零中心的,在某些情况下具有更好的特性。

RevoLUtion

然后在2000年,Nature上发表了一篇开创性的论文,建议使用ReLU激活函数:

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这是由早期激活函数的问题所激发的,但最重要的是速度和它不受梯度消失问题的影响。从那时起,基本上所有顶级神经网络研究都使用ReLU激活或其轻微变体。

唯一的例外可能是循环网络,其中输出被反馈为输入。在这些情况下,使用像ReLU这样的无界激活函数会很快导致结果的爆炸,人们仍然使用Sigmoid和/或Tanh函数。

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