【机器学习300问】65、为什么Sigmoid和Tanh激活函数会导致梯度消失?

2024-04-11 05:12

本文主要是介绍【机器学习300问】65、为什么Sigmoid和Tanh激活函数会导致梯度消失?,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一、梯度消失现象

        当神经网络的输入值较大或较小时,其导数(梯度)都会接近于0。在反向传播过程中,这些微小的梯度经过多层网络逐层传递时,会不断被乘以权重矩阵(权重通常小于1),进一步导致梯度值缩小,直至几乎消失。这种现象称为“梯度消失”,它会使深度神经网络的学习过程变得极其缓慢,甚至无法有效训练深层网络。

二、Sigmoid激活函数

        Sigmoid函数的公式为\sigma(x) = \frac{1}{1 + e^{-x}}。其输出范围是(0,1)形状呈“S”型,两端趋于平缓,中间部分斜率较大。当输入值x非常大或者非常小的时候,Sigmoid函数的导数接近于0。

  • 当x → -∞时,σ(x) → 0,σ'(x) → 0
  • 当x → ∞时,σ(x) → 1,σ'(x) → 0

        导致这一现象的原因在于Sigmoid函数的导数表达式为\sigma'(x) = \sigma(x)(1 - \sigma(x))。当\sigma(x)非常接近0或者1时,\sigma'(x)会迅速接近0,即梯度几乎消失。

三、Tanh激活函数

        Tanh函数的公式为\tanh(x) = \frac{e^{x} - e^{-x}}{e^{x} + e^{-x}}。取值在-1到1之间,图像形状类似拉伸的“S”形和Sigmoid函数很类似,其实Tanh函数相当于Sigmoid函数的平移tanh(x)=2sigmoid(2x)-1

  • 当x → -∞时,tanh(x) → -1,tanh'(x) → 0
  • 当x → ∞时,tanh(x) → 1,tanh'(x) → 0

        当输入值x的绝对值很大时,函数值也趋向于饱和(-1或1)。它的导数是\tanh'(x) = 1 - \tanh^2(x),当tanh(x)非常接近-1或1时,tanh'(x)会迅速趋近于0,即梯度几乎消失。

这篇关于【机器学习300问】65、为什么Sigmoid和Tanh激活函数会导致梯度消失?的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/893161

相关文章

Kotlin 作用域函数apply、let、run、with、also使用指南

《Kotlin作用域函数apply、let、run、with、also使用指南》在Kotlin开发中,作用域函数(ScopeFunctions)是一组能让代码更简洁、更函数式的高阶函数,本文将... 目录一、引言:为什么需要作用域函数?二、作用域函China编程数详解1. apply:对象配置的 “流式构建器”最

Android Kotlin 高阶函数详解及其在协程中的应用小结

《AndroidKotlin高阶函数详解及其在协程中的应用小结》高阶函数是Kotlin中的一个重要特性,它能够将函数作为一等公民(First-ClassCitizen),使得代码更加简洁、灵活和可... 目录1. 引言2. 什么是高阶函数?3. 高阶函数的基础用法3.1 传递函数作为参数3.2 Lambda

C++中::SHCreateDirectoryEx函数使用方法

《C++中::SHCreateDirectoryEx函数使用方法》::SHCreateDirectoryEx用于创建多级目录,类似于mkdir-p命令,本文主要介绍了C++中::SHCreateDir... 目录1. 函数原型与依赖项2. 基本使用示例示例 1:创建单层目录示例 2:创建多级目录3. 关键注

C++中函数模板与类模板的简单使用及区别介绍

《C++中函数模板与类模板的简单使用及区别介绍》这篇文章介绍了C++中的模板机制,包括函数模板和类模板的概念、语法和实际应用,函数模板通过类型参数实现泛型操作,而类模板允许创建可处理多种数据类型的类,... 目录一、函数模板定义语法真实示例二、类模板三、关键区别四、注意事项 ‌在C++中,模板是实现泛型编程

kotlin的函数forEach示例详解

《kotlin的函数forEach示例详解》在Kotlin中,forEach是一个高阶函数,用于遍历集合中的每个元素并对其执行指定的操作,它的核心特点是简洁、函数式,适用于需要遍历集合且无需返回值的场... 目录一、基本用法1️⃣ 遍历集合2️⃣ 遍历数组3️⃣ 遍历 Map二、与 for 循环的区别三、高

C语言字符函数和字符串函数示例详解

《C语言字符函数和字符串函数示例详解》本文详细介绍了C语言中字符分类函数、字符转换函数及字符串操作函数的使用方法,并通过示例代码展示了如何实现这些功能,通过这些内容,读者可以深入理解并掌握C语言中的字... 目录一、字符分类函数二、字符转换函数三、strlen的使用和模拟实现3.1strlen函数3.2st

Java进阶学习之如何开启远程调式

《Java进阶学习之如何开启远程调式》Java开发中的远程调试是一项至关重要的技能,特别是在处理生产环境的问题或者协作开发时,:本文主要介绍Java进阶学习之如何开启远程调式的相关资料,需要的朋友... 目录概述Java远程调试的开启与底层原理开启Java远程调试底层原理JVM参数总结&nbsMbKKXJx

MySQL中COALESCE函数示例详解

《MySQL中COALESCE函数示例详解》COALESCE是一个功能强大且常用的SQL函数,主要用来处理NULL值和实现灵活的值选择策略,能够使查询逻辑更清晰、简洁,:本文主要介绍MySQL中C... 目录语法示例1. 替换 NULL 值2. 用于字段默认值3. 多列优先级4. 结合聚合函数注意事项总结C

Java8需要知道的4个函数式接口简单教程

《Java8需要知道的4个函数式接口简单教程》:本文主要介绍Java8中引入的函数式接口,包括Consumer、Supplier、Predicate和Function,以及它们的用法和特点,文中... 目录什么是函数是接口?Consumer接口定义核心特点注意事项常见用法1.基本用法2.结合andThen链

MySQL 日期时间格式化函数 DATE_FORMAT() 的使用示例详解

《MySQL日期时间格式化函数DATE_FORMAT()的使用示例详解》`DATE_FORMAT()`是MySQL中用于格式化日期时间的函数,本文详细介绍了其语法、格式化字符串的含义以及常见日期... 目录一、DATE_FORMAT()语法二、格式化字符串详解三、常见日期时间格式组合四、业务场景五、总结一、