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梯度消失和梯度爆炸的原因

梯度消失和梯度爆炸的原因主要包括:

網路深度過大。當神經網路層數過多時,反向傳播過程中梯度會因為連乘效應而變得非常小(梯度消失)或非常大(梯度爆炸)。這是因為深層網路中,每一層輸出的梯度相乘,如果激活函式的導數小於1,則梯度逐漸消失;如果激活函式的導數大於1,則梯度可能爆炸。

激活函式的選擇。使用不合適的激活函式,如sigmoid或tanh,會加劇梯度消失的問題。這些激活函式的導數最大值小於1,導致梯度在反向傳播過程中迅速衰減。

權重的初始化方法。如果權重初始化值過大或過小,會影響梯度的尺度,從而導致梯度爆炸或消失。

損失函式和參數更新策略。不合適的損失函式和參數更新策略也可能導致梯度消失或爆炸。

綜上所述,梯度消失和梯度爆炸是深度學習中常見的難題,它們主要由網路結構的深度、激活函式的選擇、權重的初始化方法以及損失函式和參數更新策略等因素共同引起。解決這些問題通常需要針對具體套用場景採取相應的措施,如使用合適的激活函式、改進權重初始化方法、採用預訓練和微調的策略等。