自动编码器及其变种

自动编码器及其变种自动编码器  三层网络结构:输入层,编码层(隐藏层),解码层。  训练结束后,网络可由两部分组成:1)输入层和中间层,用这个网络对信号进行压缩;2)中间层和输出层,用这个网络对压缩的信号进行还原。图像匹配就可以分别使用,首先将图片库使用第一部分网络得到降维后的向量,再讲自己的图片降维后与库向量进行匹配,找出向量距离最近的一张或几张图片,直接输出或还原为原图像再匹配。  该网络的目的是重…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

自动编码器

  三层网络结构:输入层,编码层(隐藏层),解码层。
  训练结束后,网络可由两部分组成:1)输入层和中间层,用这个网络对信号进行压缩;2)中间层和输出层,用这个网络对压缩的信号进行还原。图像匹配就可以分别使用,首先将图片库使用第一部分网络得到降维后的向量,再讲自己的图片降维后与库向量进行匹配,找出向量距离最近的一张或几张图片,直接输出或还原为原图像再匹配。
  该网络的目的是重构其输入,使其隐藏层学习到该输入的良好表征。其学习函数为 h(x)x h ( x ) ≈ x 。但如果输入完全等于输出,即 g(f(x))=x g ( f ( x ) ) = x ,该网络毫无意义。所以需要向自编码器强加一些约束,使它只能近似地复制。这些约束强制模型考虑输入数据的哪些部分需要被优先复制,因此它往往能学习到数据的有用特性。一般情况下,我们并不关心AE的输出是什么(毕竟与输入基本相等),我们所关注的是encoder,即编码器生成的东西,在训练之后,encoded可以认为已经承载了输入的主要内容。
  自动编码器属于神经网络家族,但它们与PCA(主成分分析)紧密相关。尽管自动编码器与PCA很相似,但自动编码器比PCA灵活得多。在编码过程中,自动编码器既能表征线性变换,也能表征非线性变换;而PCA只能执行线性变换。

  从不同的角度思考特征具有何种属性是好的特征,自动编码器分为四种类型:
(1)去燥自动编码器(DAE)(降噪)
(2)稀疏自动编码器(SAE,Sparse Autoencoder)(稀疏性,即高而稀疏的表达)
(3)变分自动编码器(VAE)(高斯分布)
(4)收缩自动编码器(CAE/contractive autoencoder)(对抗扰动)

去燥自编码器(DAE)

  最基本的一种自动编码器,它会随机地部分采用受损的输入(就是将输入做噪声处理或某些像素置零处理)来解决恒等函数风险,使得自动编码器必须进行恢复或去燥。(处理过程为输入有噪声,目标函数为原图像)。损失函数为 L(x,g(f(x))) L ( x , g ( f ( x ‘ ) ) ) ,其中 x x ‘ 是含噪声的输入。
  这项技术可用于得到输入的良好表征。良好的表征是指可以从受损的输入(应该就是中间层encoder输出的那个较低维的)稳健地获得的表征,该表征可被用于恢复其对应的无噪声输入。

稀疏自编码器(SAE)

  与常规的AE结构相似,只是隐藏层要比原输入要高维,且要让其稀疏,即大部分为0。其损失函数为: Jsparse(W,b)=J(W,b)+βs2j=1KL(ρρ⃗ j) J s p a r s e ( W , b ) = J ( W , b ) + β ∑ j = 1 s 2 K L ( ρ ‖ ρ → j ) ,其中 β β 是控制稀疏性的权重, ρ ρ 为平均激活度, ρ⃗ j ρ → j 为实际激活度。

变分自编码器(VAE)

  与传统AE输出的隐藏层不同,其给隐藏层加了一个约束:迫使隐藏层产生满足高斯分布的变量,即均值趋于0,方差趋于1。


这里写图片描述

收缩自编码器(CAE)

  收缩编码器学习的是一个在输入 x 变化小时目标也没太大变化的函数。其损失函数为 Jc=J(x,g(h))+λixhi2F J c = J ( x , g ( h ) ) + λ ∑ i ‖ ▽ x h i ‖ F 2 ,F范数的意义在于想要隐藏层的导数尽可能的小。

为什么自动编码器大多显示3层结构,训练多层时需要多次使用?

  三层网络是单个自编码器所形成的网络,对于任何基于神经网络的编码器都是如此。如果需要多层的编码器,通过逐层训练的形式完成,这就是堆叠自动编码器。如果直接用多层的自动编码器,其本质就是在做深度学习的训练,可能会由于梯度爆炸或梯度消失导致难以训练的问题。而逐层训练可以直接使用前面已经能提取完好特征的网络,使得整个网络的初始化在一个合适的状态,便于收敛。但是,在2014年出现的Batch-Normalization技术【良好的初始化技术】比逐层训练有效的多。再后来,发现基于残差(ResNet)我们基本可以训练任意深度的网络。

  自动编码器目前主要应用于 (1) 数据去噪 (2) 可视化降维 (3)特征提取

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/143959.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 2019银川职工“春晚”为劳动者唱赞歌

    2019银川职工“春晚”为劳动者唱赞歌2019银川职工“春晚”为劳动者唱赞歌

    2022年4月21日
    59
  • Linux——常用命令(压缩和解压缩)

    Linux——常用命令(压缩和解压缩)在Linux中可以识别的常见压缩格式有几十种,比如.zip、.gz、.bz2、.tar、.tar.gz、.tar.bz2等。1、zip格式

    2022年6月7日
    29
  • delphi remobjects

    delphi remobjects概述:RemObjectsSDK是一个先进的远程框架,允许你通过网络远程地访问驻留在服务器上的对象。RemObjectsSDK允许你开发客户/服务应用程序,利用高优化性能的SmartServices或跨平台兼容性的标准WebServices,使客户端和服务器端轻松高效的通讯。高亮特征强大的远程框架为客户端和服务器间有效通讯提供广泛的选项,跨越各种质量的网络(从本地局域网…

    2025年6月16日
    3
  • CheckListBox的使用方法

    CheckListBox的使用方法checklistbox控件 1.添加项 checkedListBox1.Items.Add(“蓝色”); checkedListBox1.Items.Add(“红色”); checkedListBox1.Items.Add(“黄色”);   2.判断第i项是否选中,选中为true,否则为false if(checkedListBox1.G

    2022年6月26日
    51
  • SQL 从查询结果里查询[通俗易懂]

    SQL 从查询结果里查询

    2022年3月6日
    91
  • 记录关于微信开放平台扫码登录的问题「建议收藏」

    记录关于微信开放平台扫码登录的问题「建议收藏」1、开放平台扫码登录需要snsapi_login权限,此权限需要注册微信开放平台账号并完成交钱认证。2、添加网站应用,并等待审核通过。通过后会分配一个独立的appid和appsecret。3、网站应用的授权回调域名需要严格按照xxx.yyy.zz的顶级域名填写4、开发时的主要问题是redirect_uri这里:   A、此redirect_uri是微信回调域名,是可以接受请求的真实地址  …

    2022年5月2日
    45

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号