PyTorch -- Batch Normalization(BN) 快速实践

  • Batch Normalization 可以

    • 改善梯度消失/爆炸问题:前面层的梯度经过多次传递后会变得非常小(大),从而导致网络收敛速度慢(不收敛),应用 BN 可缓解
    • 加速网络收敛:BN 使得每个神经元的输入分布更加稳定
    • 减少过拟合:BN 可减少由于数据分布的变化导致的模型性能下降
    • 提高模型泛化能力:BN 使得模型对输入的微小变化更加稳定
    • 缓解超参敏感:对于 learning rate 等超参数敏感性降低
    • ...
  • Batch Normalization(BN):使 feature map 满足均值为 0,方差为 1 的分布规律

    • 如果batch size为m,则在前向传播过程中,网络中每个节点都有m个输出,所谓的Batch Normalization,就是对该层每个节点的这m个输出进行归一化再输出
    • 数学表达:每个 channel 下统计一个对应的均值和方差
      x norm = x − E x V a r x + ϵ ∗ γ + β x_{\text{norm}} = \frac{x - \mathbb{E}x}{\sqrt{Varx+\epsilon}} * \gamma + \beta xnorm=Varx+ϵ x−Ex∗γ+β
      • 其中 γ , β \gamma, \beta γ,β 为可学习的参数

  • 代码实践:

    python3 复制代码
    >>> import torch
    >>> import torch.nn as nn
    >>>
    >>> x = torch.rand(2,1,28,28)   		## *0.创建输入 x 
    >>> bn = nn.BatchNorm2d(				## *1. 创建 bn 层,
    						1,  				# -- 输入的 channel 数
    						training = False, 	# -- 是否为训练模式
    						affine = False) 	# -- 是否学习 γ β 				
    >>> out = bn(x) 						## *2 获取输出
    
    >>> # 查看相关数值 ------------------------------------------------
    >>> bn.running_mean					# 均值
    tensor([0.0507])
    >>> bn.running_var 					# 方差
    tensor([0.9080])
    >>> bn.weight						# γ
    Parameter containing:
    tensor([1.], requires_grad=True)
    >>> bn.bias							# β
    Parameter containing:
    tensor([0.], requires_grad=True)

相关推荐
FII工业富联科技服务10 分钟前
如何提升工厂空间利用率与产线 UPH?从 Omniverse 布局优化到柔性自动化改造
人工智能·机器人·自动化·智能制造·omniverse·柔性生产·ai factory
深海鱼肝油ya15 分钟前
企业级RAG问答系统(一)数据处理模块
人工智能·大模型·pdf文件解析·rag问答系统·智能分块
本原财经18 分钟前
大厂争霸AI办公:个人Agent和AI硬件哪个才是答案?
大数据·人工智能
博谷22 分钟前
2026GEO概率化观测怎么做?BUGOOAI布谷GEO的采样与指标体系拆解
人工智能·ai
强哥聊算力27 分钟前
《算力江湖·国产GPU突围:摩尔线程故事》第四集:从图形到AI:摩尔线程为什么必须冲进大模型赛道?
运维·服务器·人工智能·ai·gpu算力
空堂与归42 分钟前
百度开源 LoopVL:1B 循环视觉模型省 260 倍数据
人工智能·百度·ai·开源
哔哩哔哩技术1 小时前
Index-Translate:支持 150 种语言的多模态翻译模型是如何炼成的?
人工智能
sinat_286945191 小时前
Claude Code Review
人工智能·代码复审
尘世中一位迷途小书童1 小时前
词表(tokenizer),一个开训就改不了的决定
人工智能
Tiandaren1 小时前
么是agent、为什么要做agent、怎么做agent、怎么工程化
人工智能·python·深度学习·大模型