激活函数

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2023-12-01

激活函数给神经元引入了非线性因素，使得神经网络可以任意逼近任何非线性函数，这样神经网络就可以应用到众多的非线性模型中。

Sigmoid

也成为 S 形函数，取值范围为 (0,1)。Sigmoid 将一个实数映射到 (0,1) 的区间，可以用来做二分类。Sigmoid 在特征相差比较复杂或是相差不是特别大时效果比较好。

sigmoid 缺点：

激活函数计算量大（指数运算），反向传播求误差梯度时，求导涉及除法
对于深层网络，sigmoid 函数反向传播时，很容易就会出现梯度消失的情况（在 sigmoid 接近饱和区时，变换太缓慢，导数趋于 0，这种情况会造成信息丢失），从而无法完成深层网络的训练

Tanh

也称为双切正切函数，取值范围为 [-1,1]。tanh 在特征相差明显时的效果会很好，在循环过程中会不断扩大特征效果。

Softmax

softmax 函数将 K 维的实数向量压缩（映射）成另一个 K 维的实数向量，其中向量中的每个元素取值都介于 (0，1) 之间。常用于多分类问题。

Softmax is a generalization of the logistic function that “squashes” a K-dimensional vector z of arbitrary real values to a K-dimensional vector sigma(z) of real values in the range (0, 1) that add up to 1.

ReLU

为什么采用 ReLU：

sigmoid 等激活函数（指数运算）计算量大，并且在深层网络上容易出现梯度消失问题
ReLU 计算量小（不涉及除法），一部分神经元的输出为 0 造成了网络的稀疏性，并且减少了参数的相互依存关系，缓解了过拟合问题的发生

对于偏置值，如果用 ReLU 的话，最好的办法就是把它们都初始化成小的正值，这样神经元一开始就会工作在 ReLU 的非零区域内。

ReLU 缺点：强制的稀疏处理会减少模型的有效容量（即特征屏蔽太多，导致模型无法学习到有效特征）。