激活函数总结(十八):激活函数补充(RBF、SQ-RBF)

发布于:2023-08-24 ⋅ 阅读:(62) ⋅ 点赞:(0)

1 引言

前面的文章中已经介绍了介绍了一系列激活函数 (SigmoidTanhReLULeaky ReLUPReLUSwishELUSELUGELUSoftmaxSoftplusMishMaxoutHardSigmoidHardTanhHardswishHardShrinkSoftShrinkTanhShrinkRReLUCELUReLU6GLUSwiGLUGTUBilinearReGLUGEGLUSoftminSoftmax2dLogsoftmaxIdentityLogSigmoidBent IdentityAbsoluteBipolarBipolar SigmoidSinusoidCosineArcsinhArccoshArctanhLeCun TanhTanhExpGaussianGCUASUSQUNCUDSUSSUSReLUBReLUPELUPhish)。在这篇文章中,会接着上文提到的众多激活函数继续进行介绍,给大家带来更多不常见的激活函数的介绍。这里放一张激活函数的机理图:
在这里插入图片描述

2 激活函数

2.1 Radial Basis Function (RBF)激活函数

径向基函数(Radial Basis Function,RBF)激活函数是一种常用于神经网络和机器学习中的非线性激活函数。它在一些特定的网络结构和任务中具有一定的应用。其数学表达式如下所示:
f ( x ) = e − β ⋅ ( x − μ ) 2 f(x)=e ^{−β⋅(x−μ)^2} f(x)=eβ(xμ)2

其中,x 是输入,μ 是中心(可以是固定值可学习参数),β 是控制函数宽度的参数。

优点:

  • 非线性变换: RBF 激活函数是一种非线性函数,能够引入更复杂非线性变换,有助于神经网络模型捕捉数据中的复杂模式。
  • 局部性质: RBF 激活函数在中心附近具有较大的响应,这种局部性质使其在某些模式识别任务中表现出色。
  • 平滑性: RBF 激活函数在函数值上具有连续平滑的特性,这对于梯度计算和反向传播有益。
  • 适应性: 通过调整中心 μ 和参数 β,可以适应不同的数据分布和任务需求。

缺点:

  • 计算复杂性: 计算 RBF 激活函数涉及指数计算,可能相对于一些简单的激活函数而言较为复杂,可能会影响训练和推理的速度。
  • 参数调整: 调整中心 μ 和参数 β 需要更多的实验和调优,这可能会增加模型设计的复杂性

总体而言,RBF 激活函数在一些特定的问题和网络结构中可能具有一些优势,但它也有其限制。在实际应用中,选择激活函数需要根据具体问题、网络结构和实验结果来决定。

2.2 Square Radial Basis Function(SQ-RBF)激活函数

论文链接:Computationally Efficient Radial Basis Function

SQ-RBF指的是基于平方的径向基函数(Square Radial Basis Function)激活函数。这是一种用于神经网络的激活函数,通常用于非线性变换以及模式识别任务。其数学表达式和数学图像分别如下所示:
S Q − R B F ( x ) = { 1 − x 2 2 , if  ∣ x ∣ ≤ 1 1 2 ( 2 − ∣ x ∣ ) 2 , if  1 < ∣ x ∣ < 2 0 , if  2 ≤ ∣ x ∣ SQ-RBF(x) = \begin{cases} 1-\frac{x^2}{2}, & \text{if } |x| \leq 1 \\ \frac{1}{2}(2-|x|)^2, & \text{if } 1 < |x| < 2 \\ 0, & \text{if } 2 \leq |x| \\ \end{cases} SQRBF(x)= 12x2,21(2x)2,0,if x1if 1<x<2if 2x在这里插入图片描述
优点:

  • 简单、计算速度快:由于消除了指数项,它在计算上是高效的。在实验中,SQ-RBF不仅导致更快的学习,而且还需要显著低的神经元。
  • 改善梯度计算:SQ-RBF的导数是线性的,这将改善梯度计算,并使其在多层感知器神经网络中的适用性具有吸引力。
  • 局部性质: 像传统的径向基函数一样,“SQ-RBF” 在中心附近具有较大的响应,这使得它具有一定的局部性质,适用于某些模式识别任务。

缺点:

  • 范围有限:函数仅在【-2,2】的区间是有限的,在别的数值下,神经元都处于一个非激活状态.
  • 可解释性: 由于 SQ-RBF 并不是深度学习中最常见的激活函数,它的解释性可能相对较差,可能需要更多的背景知识才能理解其作用和效果。

总体而言,SQ-RBF激活函数在当前很少有所应用。。。。。

3. 总结

到此,使用 激活函数总结(十八) 已经介绍完毕了!!! 如果有什么疑问欢迎在评论区提出,对于共性问题可能会后续添加到文章介绍中。如果存在没有提及的激活函数也可以在评论区提出,后续会对其进行添加!!!!

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