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
杭州泽沃电子科技有限公司21 分钟前
在线监测:为医药精细化工奠定安全、合规与质量基石
运维·人工智能·物联网·安全·智能监测
GIS数据转换器23 分钟前
GIS+大模型助力安全风险精细化管理
大数据·网络·人工智能·安全·无人机
OJAC11140 分钟前
AI跨界潮:金融精英与应届生正涌入人工智能领域
人工智能·金融
机器之心43 分钟前
Adam的稳+Muon的快?华为诺亚开源ROOT破解大模型训练「既要又要」的两难困境
人工智能·openai
可观测性用观测云1 小时前
观测云 MCP Server 接入和使用最佳实践
人工智能
掘金一周1 小时前
大部分人都错了!这才是chrome插件多脚本通信的正确姿势 | 掘金一周 11.27
前端·人工智能·后端
xier_ran1 小时前
深度学习:生成对抗网络(GAN)详解
人工智能·深度学习·机器学习·gan
ModestCoder_2 小时前
ROS Bag与导航数据集技术指南
开发语言·人工智能·自然语言处理·机器人·具身智能
海边夕阳20062 小时前
【每天一个AI小知识】:什么是循环神经网络?
人工智能·经验分享·rnn·深度学习·神经网络·机器学习
2501_918126912 小时前
如何用ai做开发
人工智能