深度学习面试

  • SGD 中 S(stochastic)代表什么
  • 个人理解差不多就是Full-Batch和Mini-Batch

CNN抓住此共性的手段主要有四个:局部连接/权值共享/池化操作/多层次结构。

Relu:

解决了gradient vanishing问题 (在正区间)

计算速度非常快,只需要判断输入是否大于0

收敛速度远快于sigmoid和tanh

Loss. 有哪些定义方式(基于什么?), 有哪些优化方式,怎么优化,各自的好处,以及解释

Stochastic Gradient Descent (SGD), AdaptiveGradient (ADAGRAD), and Nesterov’s Accelerated Gradient (NAG)。

26.神经网络中激活函数的真正意义?一个激活函数需要具有哪些必要的属性?还有哪些属性是好的属性但不必要的?

解析:

(1)非线性:

(2)几乎处处可微:

(3)计算简单

(4)非饱和性(saturation):饱和指的是在某些区间梯度接近于零(即梯度消失),使得参数无法继续更新的问题。最经典的例子是Sigmoid,它的导数在x为比较大的正值和比较小的负值时都会接近于0。更极端的例子是阶跃函数,由于它在几乎所有位置的梯度都为0,因此处处饱和,无法作为激活函数。ReLU在x>0时导数恒为1,因此对于再大的正值也不会饱和。但同时对于x<0,其梯度恒为0,这时候它也会出现饱和的现象(在这种情况下通常称为dying ReLU)。Leaky ReLU[3]和PReLU[4]的提出正是为了解决这一问题。

(5)单调性(monotonic):即导数符号不变。这个性质大部分激活函数都有,除了诸如sin、cos等。个人理解,单调性使得在激活函数处的梯度方向不会经常改变,从而让训练更容易收敛。

(6)输出范围有限:有限的输出范围使得网络对于一些比较大的输入也会比较稳定,这也是为什么早期的激活函数都以此类函数为主,如Sigmoid、TanH。但这导致了前面提到的梯度消失问题,而且强行让每一层的输出限制到固定范围会限制其表达能力。因此现在这类函数仅用于某些需要特定输出范围的场合,比如概率输出(此时loss函数中的log操作能够抵消其梯度消失的影响[1])、LSTM里的gate函数。

(8)参数少:大部分激活函数都是没有参数的。像PReLU带单个参数会略微增加网络的大小。还有一个例外是Maxout[7],尽管本身没有参数,但在同样输出通道数下k路Maxout需要的输入通道数是其它函数的k倍,这意味着神经元数目也需要变为k倍;但如果不考虑维持输出通道数的情况下,该激活函数又能将参数个数减少为原来的k倍。

梯度爆炸:训练过程中出现梯度爆炸会伴随一些细微的信号

(1) 重新设计网络模型

在深度神经网络中,梯度爆炸可以通过重新设计层数更少的网络来解决。

使用更小的批尺寸对网络训练也有好处。

在循环神经网络中,训练过程中在更少的先前时间步上进行更新(沿时间的截断反向传播,truncated Backpropagation through time)可以缓解梯度爆炸问题。

(2)使用 ReLU 激活函数

在深度多层感知机神经网络中,梯度爆炸的发生可能是因为激活函数,如之前很流行的 Sigmoid 和 Tanh 函数。

使用 ReLU 激活函数可以减少梯度爆炸。采用 ReLU 激活函数是最适合隐藏层的新实践。

(4)使用梯度截断(Gradient Clipping)

在非常深且批尺寸较大的多层感知机网络和输入序列较长的 LSTM 中,仍然有可能出现梯度爆炸。如果梯度爆炸仍然出现,你可以在训练过程中检查和限制梯度的大小。这就是梯度截断。

(5)使用权重正则化(Weight Regularization)

如果梯度爆炸仍然存在,可以尝试另一种方法,即检查网络权重的大小,并惩罚产生较大权重值的损失函数。该过程被称为权重正则化,通常使用的是 L1 惩罚项(权重绝对值)或 L2 惩罚项(权重平方)。

综上,sigmod函数,是逻辑斯蒂回归的压缩函数,它的性质是可以把分隔平面压缩到[0,1]区间一个数(向量),在线性分割平面值为0时候正好对应sigmod值为0.5,大于0对应sigmod值大于0.5、小于0对应sigmod值小于0.5;0.5可以作为分类的阀值;exp的形式最值求解时候比较方便,用相乘形式作为logistic损失函数,使得损失函数是凸函数;不足之处是sigmod函数在y趋于0或1时候有死区,控制不好在bp形式传递loss时候容易造成梯度弥撒。

正如我们预期那样,运行时间确实随着批大小的增加而下降。然而,这导致了测试正确率的妥协,因为测试正确率随着批大小的增加而单调递减。

边框回归学习就是dx(P),dy(P),dw(P),dh(P)这四个变换。

W∗=argminw∗∑iN(ti∗−w^T∗ϕ5(Pi))2+λ||w^∗||2

利用梯度下降法或者最小二乘法就可以得到 w∗。

什么是深度学习中的anchor?

解析:

当我们使用一个3*3的卷积核,在最后一个feature map上滑动,当滑动到特征图的某一个位置时,以当前滑动窗口中心为中心映射回原图的一个区域(注意 feature map 上的一个点是可以映射到原图的一个区域的,相当于感受野起的作用),以原图上这个区域的中心对应一个尺度和长宽比,就是一个anchor了。

Faster R-CNN 采用与 Fast R-CNN 相同的设计,只是它用内部深层网络代替了候选区域方法。新的候选区域网络(RPN)在生成 ROI 时效率更高,并且以每幅图像 10 毫秒的速度运行。

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转载自blog.csdn.net/nathan1025/article/details/81776087
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