RNN中的梯度消失与梯度爆炸问题

梯度消失与梯度爆炸问题

循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)是一类具有短期记忆能力的神经网络.在循环神经网络中,神经元不但可以接受其他神经元的信息,也可以接受自身的信息,形成具有环路的网络结构。

在RNN中,梯度计算时需要沿时间步反向传播(BPTT,Backpropagation Through Time),这个算法即按照时间的逆序将梯度信息一步步地往前传递.当输入序列比较长时了,时间步展开导致的长链乘积会存在梯度爆炸和消失问题,也称为长程依赖问题。

上图是一个简单的循环神经网络,只有一个隐藏层的神经网络,𝒉_𝑡不仅和当前时刻的输入𝒙_𝑡 相关,也和上一个时刻的隐藏层状态𝒉_{𝑡−1} 相关

分析步骤

分析:

1、使用了一个4层的前馈神经网络来模拟展开的RNN。

2、若激活函数是Sigmoid,求梯度的最大值是0.25,可能会导致梯度消失问题,这时候网络就学习不到东西了,即无法更新梯度。

3、若权重设置过大了,可能出现梯度爆炸问题,梯度变成NaN。

注:最后等式括号中根据不同的激活函数有不同的导数。

相关推荐
fantasy_arch35 分钟前
深度学习--softmax回归
人工智能·深度学习·回归
Blossom.1181 小时前
量子计算与经典计算的融合与未来
人工智能·深度学习·机器学习·计算机视觉·量子计算
硅谷秋水1 小时前
MoLe-VLA:通过混合层实现的动态跳层视觉-语言-动作模型实现高效机器人操作
人工智能·深度学习·机器学习·计算机视觉·语言模型·机器人
2301_764441332 小时前
基于神经网络的肾脏疾病预测模型
人工智能·深度学习·神经网络
HABuo2 小时前
【YOLOv8】YOLOv8改进系列(12)----替换主干网络之StarNet
人工智能·深度学习·yolo·目标检测·计算机视觉
Dovis(誓平步青云)3 小时前
深挖 DeepSeek 隐藏玩法·智能炼金术2.0版本
人工智能·深度学习·机器学习·数据挖掘·服务发现·智慧城市
赵钰老师3 小时前
【Deepseek、ChatGPT】智能气候前沿:AI Agent结合机器学习与深度学习在全球气候变化驱动因素预测中的应用
人工智能·python·深度学习·机器学习·数据分析
Start_Present5 小时前
Pytorch 第十三回:神经网络编码器——自动编解码器
pytorch·python·深度学习·神经网络
Y1nhl7 小时前
搜广推校招面经六十四
人工智能·深度学习·leetcode·广告算法·推荐算法·搜索算法
Y1nhl8 小时前
Pyspark学习一:概述
数据库·人工智能·深度学习·学习·spark·pyspark·大数据技术