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batch normalization的原理和作用,个人期末总结

时间:2023-05-06 02:20:24 阅读:57779 作者:1587

目录1、Internal Covariate Shift现象2、BatchNormalization算法3、BatchNormalization层参数量4、BatchNormalization层计算量5、BatchNormalization层计算量5

1、国际共享偏移现象

网络在训练过程中,中间层权重不断变化,该层输出数据的分布发生变化,这种数据分布的变化称为“‘internalcovariateshift”。

2、BatchNormalization算法为了解决Internal Covariate Shift现象,Sergey Ioffe and Christian Szegedy提出了BatchNormalization算法。 thisoperationsimplyzero-centersandnormalizeseachinput,thenscalesandshiftstheresultusingtwonewparametervectorsperlayer 3360

B是输入平均向量,该向量元素数量等于输入数(或输入通道数),该值在一个batch上计算; B是输入标准偏差矢量,该矢量要素数量等于输入数(或输入通道数),在一个batch上计算该值; mB为batch size大小; 是批中第I个输入实例的零中心和归一化值。是定标因子的向量,该向量元素的个数等于输入个数(或输入通道数),在训练中不断学习更新; 是平移因子矢量,该矢量要素个数与输入个数(或输入通道数)相等,在训练中不断学习更新; z(I )是批次中第I个输入实例按比例缩放和移动的结果。 在推理过程中,求得的平均值和标准差不代表,因为输入的batch size可能小于1。 实际上,此时输入的平均值 B和标准偏差 B实际上采用了整个训练集的平均值和标准偏差,但这两个值会随着训练的进行而逐渐反复更新。 训练结束后,不是在整个数据集上计算平均值和标准偏差,而是在训练过程中反复更新的两个平均值和标准偏差分别称为moving_mean、moving_variance,由训练集确定,并

3、BatchNormalization层的参数量由以上可知,一个BatchNormalization层涉及的参数包含在四个矩阵(向量)中,分别为gamma、beta、moving

4、BatchNormalization层的计算量按以下公式计算:

FLOPs=2*C*W*H C是BatchNormalization层的输入通道数,w和h分别是BatchNormalization层的输入轮廓的宽度和高分辨率,2表示包括乘法和加法。

在实际应用中,往往将BatchNormalization层合并为卷积层,而不单独考虑其计算量。

5、BatchNormalization层的优点BatchNormalization可以考虑提高模型的泛化能力,采用BatchNormalization层后去除较早的dropout和l2等正则化方法; 提高训练速度,采用BatchNormalization层后。 可以设定较大的初始学习率,并在此基础上大幅提高训练速度。

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