神经网络后面的层被freeze住,会影响前面的层的梯度吗?

神经网络后面的层被freeze住,会影响前面的层的梯度吗?

答案是不会。

假设一个最简单的神经网络,它只有一个输入 x x x,一个隐藏层神经元 h h h,和一个输出层神经元 y y y,均方差损失 L L L,真实标签 t t t:

h = w 1 ⋅ x y = w 2 ⋅ h L = 1 2 ( y − t ) 2 \begin{gathered} h = w_1 \cdot x \\ y = w_2 \cdot h \\ L=\frac{1}{2}(y-t)^2 \end{gathered} h=w1⋅xy=w2⋅hL=21(y−t)2

以下分 w 2 w_2 w2是否被freeze住,即 w 2 w_2 w2.requires_grad是否为True来讨论。

情况1: w 2 w_2 w2.requires_grad为True

这种情况下, L L L对 w 1 w_1 w1的梯度为:
∂ L ∂ w 1 = ∂ L ∂ y ⋅ ∂ y ∂ h ⋅ ∂ h ∂ w 1 \frac{\partial L}{\partial w 1}=\frac{\partial L}{\partial y} \cdot \frac{\partial y}{\partial h} \cdot \frac{\partial h}{\partial w 1} ∂w1∂L=∂y∂L⋅∂h∂y⋅∂w1∂h

∂ L ∂ y = ∂ ∂ y ( 1 2 ( y − t ) 2 ) = y − t \frac{\partial L}{\partial y}=\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{1}{2}(y-t)^2\right)=y-t ∂y∂L=∂y∂(21(y−t)2)=y−t

∂ y ∂ h = ∂ ∂ h ( w 2 ⋅ h ) = w 2 \frac{\partial y}{\partial h}=\frac{\partial}{\partial h}\left(w_2 \cdot h\right)=w_2 ∂h∂y=∂h∂(w2⋅h)=w2

∂ h ∂ w 1 = ∂ ∂ w 1 ( w 1 ⋅ x ) = x \frac{\partial h}{\partial w_1}=\frac{\partial}{\partial w_1}\left(w_1 \cdot x\right)=x ∂w1∂h=∂w1∂(w1⋅x)=x

因此:
∂ L ∂ w 1 = ∂ L ∂ y ⋅ ∂ y ∂ h ⋅ ∂ h ∂ w 1 = ( y − t ) ⋅ w 2 ⋅ x \frac{\partial L}{\partial w 1}=\frac{\partial L}{\partial y} \cdot \frac{\partial y}{\partial h} \cdot \frac{\partial h}{\partial w 1} = (y-t) \cdot w_2 \cdot x ∂w1∂L=∂y∂L⋅∂h∂y⋅∂w1∂h=(y−t)⋅w2⋅x

情况2: w 2 w_2 w2.requires_grad为False

这种情况下, w 2 w_2 w2被视为一个常数,此时 L L L对 w 1 w_1 w1的梯度仍然为:
∂ L ∂ w 1 = ∂ L ∂ y ⋅ ∂ y ∂ h ⋅ ∂ h ∂ w 1 = ( y − t ) ⋅ w 2 ⋅ x \frac{\partial L}{\partial w 1}=\frac{\partial L}{\partial y} \cdot \frac{\partial y}{\partial h} \cdot \frac{\partial h}{\partial w 1} = (y-t) \cdot w_2 \cdot x ∂w1∂L=∂y∂L⋅∂h∂y⋅∂w1∂h=(y−t)⋅w2⋅x

因为无论 w 2 w_2 w2是否被freeze住, ∂ y ∂ h = ∂ ∂ h ( w 2 ⋅ h ) = w 2 \frac{\partial y}{\partial h}=\frac{\partial}{\partial h}\left(w_2 \cdot h\right)=w_2 ∂h∂y=∂h∂(w2⋅h)=w2这一点是不会变的。

在计算 w 1 w_1 w1的梯度时,我们并不需要 w 2 w_2 w2的梯度,而是只需要 w 2 w_2 w2这个参数值。

相关推荐
泰迪智能科技011 小时前
高校深度学习视觉应用平台产品介绍
人工智能·深度学习
盛派网络小助手2 小时前
微信 SDK 更新 Sample,NCF 文档和模板更新,更多更新日志,欢迎解锁
开发语言·人工智能·后端·架构·c#
Eric.Lee20212 小时前
Paddle OCR 中英文检测识别 - python 实现
人工智能·opencv·计算机视觉·ocr检测
cd_farsight2 小时前
nlp初学者怎么入门?需要学习哪些?
人工智能·自然语言处理
AI明说2 小时前
评估大语言模型在药物基因组学问答任务中的表现:PGxQA
人工智能·语言模型·自然语言处理·数智药师·数智药学
Focus_Liu2 小时前
NLP-UIE(Universal Information Extraction)
人工智能·自然语言处理
PowerBI学谦3 小时前
使用copilot轻松将电子邮件转为高效会议
人工智能·copilot
audyxiao0013 小时前
AI一周重要会议和活动概览
人工智能·计算机视觉·数据挖掘·多模态
Jeremy_lf3 小时前
【生成模型之三】ControlNet & Latent Diffusion Models论文详解
人工智能·深度学习·stable diffusion·aigc·扩散模型