神经网络相关的概念和术语

发布时间:2023-06-29 14:00

目录

模型训练

指标

损失

激活函数

优化器

正则化

其他


模型训练

编译:compile

拟合:fit

过拟合:overfit

欠拟合:underfit

随机初始化:radom initialization

前向传播:foward pass

小批量随机梯度下降:mini-batch stochastic gradient descent,SGD

训练后的量化(post training quantizated)

训练中引入量化(quantization aware training)

权重初始化方案:weight-initialization scheme

优化方案:optimization scheme

目标函数:objective function

反向传播:backpropagation,backward pass,也叫反式微分,reverse-mode differentiation

训练循环:training loop

超参数:hyperparameter

K折验证:K-fold validation

乱序重复K折验证:iterated K-fold validation with shuffling

预训练网络:pretrained network

特征提取:feature extraction

微调模型:fine-tuning

Hebbian学习规则

与BP算法一样,Hebbian学习规则也是一种参数更新的方式。该学习规则:将一个神经元的输入与输出信息进行对比,对该神经元的输入权重参数进行更新。该学习规则使每个神经元独自作战。一个神经元的参数更新,仅仅与它自己的输入与输出数据有关,不考虑整个网络的全局情况。

Hebbian学习规则通常使用双极性激活函数,即激活函数的取值范围是[-1,1],使得输入与输出同号(+或-)时,加大权重,否则,降低权重。

因此,通常,Hebbian学习规则用当前神经元的输入与输出的乘积更新自己的权重。

\"\\Delta

其中:\"o_j\"是第\"j\"个神经元的输出,\"x_i\"是神经元的第\"i\"个输入。\"w_{ij}\"是神经元\"j\"与第\"i\"个输入数据\"x_i\"之间的权重。

指标

在训练和测试过程中需要监控的指标:metric

精确率:precision

召回率:recall

ROC:接收者操作特征曲线,receiver operating characteristic curve

AUC:接收者操作特征曲线下面积,area under the receiver operating characteristic curve

TP —— True Positive 是指某(些)个正样本被预测判定为正;此种情况可以称作判断为真的正确情况。  

TN —— True Negative是指某(些)个负样本被预测判定为负;此种情况可以称作判断为假的正确情况。 

FP ——False Positive 是指某(些)个负样本被模型预测为正;此种情况可以称作判断为真的错误情况,或称为误报。  

FN——False Negative是指某(些)个正样本被模型预测为负;此种情况可以称作判断为假的错误情况,或称为漏报。

 

损失

预测误差:prediction error,或损失值,loss value

损失函数:loss function

交叉熵:crossentropy,来自于信息论领域,用于衡量概率分布之间的距离

二元交叉熵:binary crossentropy

分类交叉熵:categorical crossentropy

均方误差:mean-squared error,MSE,也叫L2模损失函数:L2-norm Loss Function

联结主义时序分类:CTC,connectionist temporal classification,也叫连接时序分类

平均绝对误差:MAE

总变差损失:total variation loss

重构损失:reconstruction loss

正则化损失:regularization loss

L1模损失函数:L1-norm Loss Function

回归损失函数:Bounding Box Regression Loss

光滑L1损失函数:SmoothL1Loss

KL散度损失函数:KLDLoss

损失函数缩放:Loss Scaling

缩放因子:Scaling Factor

铰链损失函数:Hinge Loss

 

激活函数

激活函数:activation function

relu:rectified linear unit,整流线性单元

sigmoid:输出一个0-1范围内的概率值

softmax: 输出多个概率,其和为1

tanh:tanh和 sigmoid 相似,都属于饱和激活函数,区别在于输出值范围由 (0,1) 变为了 (-1,1),可以把 tanh 函数看做是 sigmoid 向下平移和拉伸后的结果。

 

优化器

优化器:optimizer

Momentum:动量

动量优化:初始时刻动量为0,t时刻的动量等于t-1时刻动量乘以一个系数,加上权重梯度乘以学习率,并用这个动量更新权重

AdaGrad:把历史的权重梯度的分量平方求和,并用这个平方和更新权重

指数移动平均:Exponential Moving Average

RMSProp:引入了梯度平方(又称速度,Velocity)的指数移动平均,用于求梯度在一定时长内的平均。

Adam:整合了动量和速度

 

正则化

正则化:regularization

权重正则化:weight regularization

L1正则化:L1 regularization

L2正则化:L2 regularization,也叫权重衰减,weight decay

dropout,正则化方法之一

 

层:layer

密集连接:全连接

密集连接层:densely connected layer,也叫全连接层,fully connected layer或密集层,dense layer

循环层:recurrent layer

权重:weight

参数化:parameterize

参数:parameter

可训练参数:trainable parameter

隐藏单元:hidden unit

堆叠循环层:stacking recurrent layer

双向循环层:bidirectional recurrent layer

卷积层:Convolution Layer,Conv Layer

深度可分离卷积层:depthwise separable convolution layer

输入层:Input Layer

隐藏层:Hidden Layer

输出层:Output Layer

归一化层:Normalization Layer,包括批次归一化,Batch Normalization,组归一化,Group Normalization,实例归一化,Instance Normalization,层归一化,Layer Normalization,局部响应归一化,Local Response Normalization

池化层:Pooling Layer,包括最大池化,Max Pooling,平均池化,Average Pooling,乘幂平均池化,分数池化,Fractional Pooling,自适应池化,Adaptive Pooling,反池化,Unpooling

丢弃层:Dropout Layer

因果卷积层:Causal Convolution Layer

 

其他

神经网络:neural network

人工神经网络:Artificial Neural Network,ANN

感知机:Perceptron

多层感知机:Multi-layer Perceptron,MLP

深度信念网络:Deep Belief Network,DBN

限制玻尔兹曼机:Restricted Boltzmann Machine,RBM

自编码器:Autoencoder

卷积神经网络:convnet,Convolutional Neural Networks, CNN

神经网络机器翻译模型:Neural Machine Translation,NMT

LeNet,一种卷积神经网络

特征图:feature map

输出特征图:output feature map

过滤器:filter

响应图:response map

滑动:slide

卷积核:convolution kernel

卷积核的感受野:Receptive Field

步幅:stride

填充:padding

步进卷积:strided convolution

转置卷积:Transposed Convolution,又称为反卷积,Deconvolution

扩张卷积:Dilated Convolution,又称空洞卷积,ATrous Convolution

最大池化:max-pooling

unpooling

Unpooling是在CNN中常用的来表示max pooling的逆操作。

鉴于max pooling不可逆,因此使用近似的方式来反转得到max pooling操作之前的原始情况。

简单来说,记住做max pooling的时候的最大item的位置,比如一个3x3的矩阵,max pooling的size为2x2,stride为1,反卷积记住其位置,其余位置至为0就行:

\"神经网络相关的概念和术语_第1张图片\"

卷积基:convolutional base

循环神经网络:recurrent neural network,RNN

状态:state

环:loop

时间步:timestep

初始状态:initial state

双向RNN:bidirectional RNN

残差连接:residual connection

恒等残差连接:identity residual connection

线性残差连接:linear residual connection

1*1卷积:逐点卷积,pointwise convolution

Xception:极端Inception,extreme Inception,一种卷积神经网络

自标准化神经网络:self-normalizing neural network

字符级的神经语言模型:character-level neural language model

生成式对抗网络:GAN,generative adversarial network

生成器网络:generator network

判别器网络:discriminator network

变分自编码器:VAE,variational autoencoder

卷积神将网络的计算公式为:
N=(W-F+2P)/S+1
其中N:输出大小
W:输入大小
F:卷积核大小
P:填充值的大小
S:步长大小

FCN:Fully Convolutional Networks,全卷积网络

CNN输入图像的尺寸

经典的CNN输入图像的尺寸,是224×224、227×227、256×256和299×299,但也可以是其他尺寸。

VGG16,VGG19和ResNet均接受224×224输入图像,而Inception V3和Xception需要299×299像素输入

BERT:Bidirectional Encoder Representations from Transfomers

宽深模型:Wide & Deep Model

因果卷积模块:Causal Convolution

AmoebaNet:采用进化算法来做神经网络搜索得到的神经网络

深度可分离卷积

正常卷积核是对3个通道同时做卷积。也就是说,3个通道,在一次卷积后,输出一个数。
深度可分离卷积分为两步:

  • 第一步用三个卷积对三个通道分别做卷积,这样在一次卷积后,输出3个数。
  • 这输出的三个数,再通过一个1x1x3的卷积核(pointwise核),得到一个数。

所以深度可分离卷积其实是通过两次卷积实现的。

卷积的权重(Weight/Kernel/Filter)的数据格式一般不同于Tensor或Activation数据,有其特定的排布方式。

权重/卷积核/过滤器(Weight/Kernel/Filter)中有下面维度:

  • I - Input Channels输入通道
  • H - Filter Height卷积核高度
  • W - Filter Width卷积核宽度
  • O - Output Channels输出通道

TensorFlow的卷积conv2d的权重格式是HWIO,也就在tf.nn.conv2d里filters定义的:

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