在深度學習中,模型的構建和訓練過程中會用到多種函數,這些函數在數據處理、模型定義、損失計算、激活以及優化等方面發揮著重要作用。以下是一些常見的深度學習模型中用到的函數:
1. 激活函數
- Sigmoid函數:Sigmoid函數是一種非線性函數,它將任意實值壓縮到0和1之間,通常用于二分類問題的輸出層。其數學形式為Sigmoid(x) = 1 / (1 + e^(-x))。然而,Sigmoid函數存在梯度消失和計算速度較慢的問題(參考文章2)。
- Tanh函數:Tanh函數也是S形曲線,但與Sigmoid函數不同,其輸出范圍是-1到1之間,且以0為中心。它通常用于隱藏層,有助于權重更新(參考文章2)。
- ReLU函數:ReLU(Rectified Linear Unit)函數是目前較為流行的激活函數之一,它在輸入為正時輸出為輸入本身,輸入為負時輸出為0。ReLU函數具有計算速度快的優點,但也存在DeadReLU問題(參考文章2)。
- LeakyReLU函數:LeakyReLU是對ReLU函數的改進,它在負值域加入了一個較小的線性分量,避免了DeadReLU問題(參考文章2)。
- ELU函數:ELU(Exponential Linear Unit)函數在負值區域有一個小的負斜率,使得輸出的平均值接近于零,有助于加速學習過程(參考文章2)。
- PReLU函數:PReLU(Parametric Rectified Linear Unit)是ReLU函數的另一種改進,它引入了一個可學習的參數α來調整負值區域的斜率(參考文章2)。
- Softmax函數:Softmax函數用于多分類問題,它將模型的輸出轉化為概率分布,使得所有類別的概率總和為1(參考文章3)。
2. 損失函數
- MSE(Mean Squared Error)損失函數:用于回歸問題,計算預測值與真實值之間差的平方的均值(參考文章1)。
- 交叉熵損失函數:常用于分類問題,特別是與Softmax函數結合使用時,用于衡量真實分布和預測分布之間的差異(參考文章3)。
3. 優化算法相關函數
- SGD(Stochastic Gradient Descent):隨機梯度下降算法,是深度學習中常用的優化算法之一,用于更新模型的參數以最小化損失函數(參考文章1)。
- Adam優化器:Adam是一種基于梯度下降的優化算法,它結合了Momentum和RMSprop算法的思想,具有自適應調整學習率的特點(雖然未直接提及,但Adam是深度學習中廣泛使用的優化器之一)。
4. 其他常用函數
- torch.Tensor/tensor:PyTorch中的張量類,用于存儲和操作數據(參考文章1)。
- torch.nn.Linear:PyTorch中的線性層,用于實現全連接層(參考文章1)。
- torch.nn.MSELoss:PyTorch中實現的MSE損失函數類(參考文章1)。
- torch.utils.data.DataLoader:PyTorch中的數據加載器,用于隨機讀取小批量數據并進行亂序處理(參考文章1)。
這些函數在深度學習中發揮著關鍵作用,從數據處理、模型定義到損失計算和優化算法,它們共同構成了深度學習模型的基礎。隨著深度學習技術的不斷發展,新的函數和算法也在不斷涌現,以適應不同的應用場景和需求。