【深度学习】深度学习权重初始化

本文对CS231中的Training Neural Networks的权重更新部分进行记录

权重的初始化在深度神经网络中起着比较大的重要，算是一个trick，但在实际应用上确是个大杀器。

1. 如果一开始把网络中的权重初始化为0，会发生什么？

因为权重初始为0， 由于网络中的神经元的更新机制完全相同，由于网络的对称性，会产生各个layer中产生相同的梯度更新，导致所有的权重最后值相同，收敛会出现问题。
所以在初始化参数的时候，一个重要的设置原则就是破坏不同单元的对称性质。

2. 一个简单的方法，初始化一个比较小的值

高斯初始化，给权重较小的值。这种更新方式在小网络中很常见，然而当网络deep的时候，会出现梯度弥散的情况


从图上可以发现，第一层的output分布正常，之后的layer中逐渐趋于0。这很好理解（0.9^30 = 0.04）, 在前向网络中，W*X，会导致神经元不被激活。

但是如果把权重初始成一个比较大的值，如

则会造成前向传播时，神经元要么被抑制，要么被饱和。
梯度更新时，也会出现梯度弥散

3. Xaiver更新方法

这个方法在以tanh为激活函数中，很work

每一层的输出基本满足高斯分布，梯度更新时，收敛速度较好

然而这种方法没有考虑以relu为激活函数的情况

4. He更新方法

由于Relu激活函数的特性，他在x的负半轴中是不激活的，所以应该在方差中考虑仅取一半，He et.al 2015指出以下初始方式：

仅仅在分母增加了 1/2。
此时，在每个layer中还是能看清楚输出分布的：

事实上，如果权值初始化有问题的话，可以在激活函数前加入Batch Normalization Layer。

由于我也是初学，有错误欢迎各位指正
以上