本文内容:
- nn.init 中各种初始化函数
- Xavier 初始化
- He 初始化
- torch.init https://pytorch.org/docs/stable/nn.html#torch-nn-init
1. 均匀分布
torch.nn.init.uniform_(tensor, a=0, b=1)
2. 正太分布
torch.nn.init.normal_(tensor, mean=0, std=1)
3. 初始化为常数
torch.nn.init.constant_(tensor, val)
初始化整个矩阵为常数val
4. Xavier
基本思想是通过网络层时,输入和输出的方差相同,包括前向传播和后向传播。具体看以下博文:
- 为什么需要Xavier 初始化?
文章第一段通过sigmoid激活函数讲述了为何初始化?
简答的说就是: - 如果初始化值很小,那么随着层数的传递,方差就会趋于0,此时输入值 也变得越来越小,在sigmoid上就是在0附近,接近于线性,失去了非线性
- 如果初始值很大,那么随着层数的传递,方差会迅速增加,此时输入值变得很大,而sigmoid在大输入值写倒数趋近于0,反向传播时会遇到梯度消失的问题
其他的激活函数同样存在相同的问题。
https://prateekvjoshi.com/2016/03/29/understanding-xavier-initialization-in-deep-neural-networks/
所以论文提出,在每一层网络保证输入和输出的方差相同。
2. xavier初始化的简单推导
https://blog.csdn.net/u011534057/article/details/51673458
对于Xavier初始化方式,pytorch提供了uniform和normal两种:
torch.nn.init.xavier_uniform_(tensor, gain=1)
均匀分布 其中, a的计算公式:- torch.nn.init.xavier_normal_(tensor, gain=1) 正态分布其中std的计算公式:
5. kaiming (He initialization)
Xavier在tanh中表现的很好,但在Relu激活函数中表现的很差,所何凯明提出了针对于Relu的初始化方法。
Delving deep into rectifiers: Surpassing human-level performance on ImageNet classification He, K. et al. (2015)
该方法基于He initialization,其简单的思想是:
在ReLU网络中,假定每一层有一半的神经元被激活,另一半为0,所以,要保持方差不变,只需要在 Xavier的基础上再除以2
也就是说在方差推到过程中,式子左侧除以2.
pytorch也提供了两个版本:
两函数的参数:
a
:该层后面一层的激活函数中负的斜率(默认为ReLU,此时a=0)mode
:‘fan_in’
(default) 或者‘fan_out’
. 使用fan_in
保持weights的方差在前向传播中不变;使用fan_out
保持weights的方差在反向传播中不变
针对于Relu的激活函数,基本使用He initialization,pytorch也是使用kaiming 初始化卷积层参数的