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问题:

CNN中权重梯度的意义

莫承运
2023-03-14

我使用MatConvNet开发了一个CNN,能够可视化第一层的重量。它看起来与这里显示的非常相似(也附在下面,以防我不够具体)http://cs.stanford.edu/people/karpathy/convnetjs/demo/cifar10.html

我的问题是,权重梯度是什么?我不确定这些是什么,也无法生成这些。。。

共有2个答案

傅胡媚
2023-03-14

我的回答涵盖了这个问题https://stackoverflow.com/a/68988426/10661506长话短说,l层的重量梯度是损失相对于l层重量的梯度。

如果您有一个正确的反向传播实现,您应该可以访问这些梯度,因为它们是计算每一层的权重更新所必需的。

穆劲
2023-03-14

NN中的权重

在神经网络中,一系列表示为矩阵的线性函数被应用于特征(通常它们之间有一个非线性联合)。这些函数由marices中的值决定,称为权重。

您可以可视化普通神经网络的权重,但可视化cnn的卷积层通常意味着略有不同。这些层旨在学习空间上的特征计算。

当你可视化权重时,你在寻找模式。一个好的平滑过滤器可能意味着权重是经过良好学习的,并且“在寻找特定的东西”。一个嘈杂的体重可视化可能意味着你的人际网络训练不足、过度拟合、需要更多的规则化或其他邪恶的东西(这些说法的正当来源)。

通过对体重可视化的回顾,我们可以看到将体重视为图像的模式开始出现:

重量梯度

“可视化渐变”意味着获取渐变矩阵并将其视为图像,就像之前获取权重矩阵并将其视为图像一样。

梯度只是一个导数;对于图像,它通常是作为有限差分计算的,非常简单,X梯度减去一行中彼此相邻的像素,Y梯度减去一列中彼此相邻的像素。

对于提取边缘的过滤器的常见示例,我们可能会看到特定方向的强梯度。通过可视化渐变(获取有限差分矩阵并将其视为图像),您可以更直接地了解过滤器如何在输入上运行。有很多尖端技术(例如)用于解释这些结果,但使图像弹出是最容易的部分!

一种类似的技术涉及在向前传递输入后可视化激活。在这种情况下,您正在查看输入是如何被权重更改的;通过可视化权重,您正在查看您期望它们如何更改输入。

不要想太多-权重很有趣,因为它们让我们看到函数的行为,权重的梯度只是帮助解释发生了什么的另一个特性。这一特性并没有什么神圣之处:下面是谷歌论文中一些很酷的聚类特性(t-SNE),它们着眼于空间可分性。

[1]如果引入重量分担,可能会更复杂,但不会太多

 类似资料:
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