CNN:activation function, loss function, optimizer

1) activation function

활성화 함수 : 네트워크에 비선형성을 부여함

https://jjeongil.tistory.com/975

- sigmoid function

: vanishing gradient

: gradient descent 시 zig-zag 수렴

=> 결국 binary classification에 적용

 

-hyperbolic tangent 

: vanishing gradient

 

-ReLU

: hidden layer에 사용

 

-softmax function

: multi classification에 적용

: sigmoid와 유사하지만 각 label의 합이 1이 되도록 출력함

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2) loss function

손실 함수 : 네트워크 모델이 학습이 잘 되고 있는지 확인하는 지표

보통 분류에서는 cross entropy 사용

sofrmax & CE : 실제 class에 해당하는 softmax의 값에만 loss 부여

output.                          probabilities     실제값

0.7                                         0.01               0

1.3                                         0.02               0

5.1           softmax                0.90               1   

2.2                                         0.05               0

1.1                                          0.02               0

 

C.E = -log(3번째 예측값) = -log0.9 = 0.105

 

CE와 squared-error

 

(1) CE

실제 class에 해당하는 softmax 값에만 loss 부여

아주 잘못된 값에는 큰 penalty를 부여

 

(2) squared-error

일반적으로 부여되는 패널티 비율은 큼 : 수렴이 힘듦

근데 또 엄청 잘못된 값에 큰 penalty를 부여하지 않음

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3) optimizer

최적화 : 보다 최적으로 GD를 적용하여 최소 loss로 보다 빠르고 안정적으로 global optima를 찾아가도록 함

 

momentum : 관성 //gradient 보정 

-과거 gradient를 감안하여 gradient update 진행

-zig-zag 수렴을 방지할 수 있음

-local minima에 빠졌을 때 도와줌 //한편으로는 과도한 update가 진행될 수 있음

 

Adagrad : adaptive gradient //lr 보정

-가중치 별 lr의 차이를 둠

-그동안 조금 변화된 가중치의 lr를 크게 가져감

-즉, 지금까지 많이 update된 변수는 적게, 적게 update된 변수는 많이 update 적용

-여기서 lr을 조절해주다보니 lr이 너무 작아지는 문제가 생김

 

RMSprop

-위 Adagrad의 lr이 너무 작아지는 문제 해결

-지수 가중 평균법 적용

-Adagrad와 다르게 '최근' update된 양을 고려함

 

ADAM

-RMSprop + momentum

-RMSprop과 같이 각 weight에 별도의 lr 값을 적용함과 동시에 gradient momentum까지 적용해줌

-두 수치 모두 지수 가중 평균을 적용함