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
song1502653729813 分钟前
小型零部件外观检测难?AI机器视觉检测设备,适配全行业小件质检
人工智能·计算机视觉·视觉检测
xsd2024111815 分钟前
AI 智能美甲推荐系统技术全解析
人工智能·计算机视觉
原子延迟20 分钟前
批量压缩视频会变大?HandBrake等3款(2026)
图像处理·人工智能·计算机视觉·音视频
其实防守也摸鱼21 分钟前
信创安全竞赛知识总结与题库
大数据·网络·人工智能·算法·安全·php
Zhao-Jichao24 分钟前
AI Prompting for Everyone 课程笔记 - P19 数据分析 Data Analysis
人工智能·笔记·数据分析
阿里云大数据AI技术26 分钟前
MaxAgent 实战课堂(一):从开通到第一次有效提问
人工智能·agent
孟健1 小时前
我用Grok Bot本地剪口播视频,3段提示词搞定气口切除、字幕与封面
人工智能·python·aigc
Bode_20021 小时前
精益制造推行成熟度与核心量化评估体系
大数据·人工智能
加林so cool1 小时前
FDEday1-3
人工智能