神经网络——非线性激活

news2024/11/16 5:49:35

1 非线性激活

1.1 几种常见的非线性激活：

在这里插入图片描述

ReLU (Rectified Linear Unit)线性整流函数
在这里插入图片描述

Sigmoid
在这里插入图片描述

1.2代码实战：

1.2.1 ReLU

import torch
from torch import nn
from torch.nn import ReLU

input=torch.tensor([[1,-0.5],
                    [-1,3]])

input=torch.reshape(input,(-1,1,2,2))
print(input.shape)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui,self).__init__()
        self.relu1 = ReLU()

    def forward(self, input):
        output = self.relu1(input)
        return output

tudui=Tudui()
output=tudui(input)
print(output)

inplace 参数：是否在原来位置上更新

在这里插入图片描述

1.2.2 Sigmoid

import torch
import torchvision
from torch import nn
from torch.nn import ReLU, Sigmoid
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter

input=torch.tensor([[1,-0.5],
                    [-1,3]])

input=torch.reshape(input,(-1,1,2,2))
print(input.shape)

dataset = torchvision.datasets.CIFAR10("./data", train=False,
                                       transform=torchvision.transforms.ToTensor(), download=True)
dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=64)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui,self).__init__()
        self.sigmoid1 = Sigmoid()

    def forward(self, input):
        output = self.sigmoid1(input)
        return output

tudui=Tudui()

writer = SummaryWriter("logs_Non-linear")
step = 0

for data in dataloader:
    imgs, targets = data
    writer.add_images("input", imgs, step)
    output = tudui(imgs)
    writer.add_images("output",output, step)
    step = step + 1

writer.close()

在这里插入图片描述

非线性变化的主要目的在于给网络引入非线性的特征。非线性特征越多，越能训练出符合各种曲线或特征的模型，从而提高模型的泛化能力。

2 线性层及其他层介绍：

2.1简要介绍nn模块里的各种层：

Normalization Layers正则化层
正则化可以加快神经网络的训练速度，用的比较少，不作介绍，自己看文档
Recurrent Layers：
一般用于文字识别，自己看文档。
Transformer Layers：
Linear Layers：
Dropout Layers：
在训练过程中，随机将输入张量的部分元素清零。主要作用是防止过拟合。
Saprse Layers：
用于自然语言处理。
Distance Functions：
计算两个值之间的距离
Loss Functions：
计算误差

2.2 Linear Layers讲解：

在这里插入图片描述

Linear Layers的weight和bias的初始化是正态分布，可参考官方文档。
在这里插入图片描述

2.3代码实战：

import torch
import torchvision
from torch import nn
from torch.nn import Linear
from torch.utils.data import DataLoader

dataset = torchvision.datasets.CIFAR10("./data", train=False,
                                       transform=torchvision.transforms.ToTensor(), download=True)
dataloader = DataLoader(dataset, batch_size=64)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui,self).__init__()
        self.linear1 = Linear(196608,10)

    def forward(self, input):
        output = self.linear1(input)
        return output

tudui=Tudui()

for data in dataloader:
    imgs, targets = data
    print(imgs.shape)
    output=torch.flatten(imgs)
    print(output.shape)
    output = tudui(output)
    print(output.shape)