### 如何在Tensorflow中创建带有可训练参数的自定义激活函数

我想了解如何在Tensorflow中使用Python为神经网络定义具有两个可学习参数的自定义激活函数。

任何参考资料或案例研究都会有所帮助?

谢谢


回答:

如果您在模型中创建一个tf.Variable,Tensorflow会跟踪其状态,并像调整其他参数一样对其进行调整。这样的tf.Variable可以作为您的激活函数的参数。

让我们从一些玩具数据集开始。

import numpy as npimport tensorflow as tffrom tensorflow.keras.layers import Denseimport matplotlib.pyplot as pltfrom tensorflow.keras import Modelfrom sklearn.datasets import load_irisiris = load_iris(return_X_y=True)X = iris[0].astype(np.float32)y = iris[1].astype(np.float32)ds = tf.data.Dataset.from_tensor_slices((X, y)).shuffle(25).batch(8)

现在,让我们创建一个tf.keras.Model,并制作一个带有可学习斜率的参数化ReLU函数,同时还有一个最小值(通常对于经典ReLU为0)。我们先从斜率/最小值为0.1的PReLU开始。

slope_values = list()min_values = list()class MyModel(Model):    def __init__(self):        super(MyModel, self).__init__()        self.prelu_slope = tf.Variable(0.1)        self.min_value = tf.Variable(0.1)        self.d0 = Dense(16, activation=self.prelu)        self.d1 = Dense(32, activation=self.prelu)        self.d2 = Dense(3, activation='softmax')    def prelu(self, x):        return tf.maximum(self.min_value, x * self.prelu_slope)    def call(self, x, **kwargs):        slope_values.append(self.prelu_slope.numpy())        min_values.append(self.min_value.numpy())        x = self.d0(x)        x = self.d1(x)        x = self.d2(x)        return xmodel = MyModel()

现在,让我们训练模型(在急切模式下,以便我们可以保留斜率值)。

model.compile(loss='sparse_categorical_crossentropy',              optimizer='adam', run_eagerly=True)history = model.fit(ds, epochs=500, verbose=0)

让我们看看斜率。Tensorflow正在调整它以适应此任务的最佳斜率。正如您将看到的,它接近于斜率为1的非参数ReLU。

plt.plot(slope_values, label='斜率值')plt.plot(min_values, label='最小值')plt.legend()plt.title('参数化ReLU参数随时间变化')plt.show()

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