Python中的数值稳定性(Numerical Stability)优化:避免梯度爆炸/消失的技术

Python中的数值稳定性(Numerical Stability)优化:避免梯度爆炸/消失的技术 大家好,今天我们来深入探讨Python中数值稳定性,尤其是针对深度学习中梯度爆炸和梯度消失问题的优化技术。数值稳定性是指算法在计算机上执行时,对输入数据微小扰动的鲁棒性。一个数值稳定的算法,即使输入数据存在微小的误差,其输出结果也不会产生巨大的偏差。反之,一个数值不稳定的算法,可能因为输入数据或计算过程中的微小误差,导致输出结果出现严重的错误,甚至程序崩溃。 在深度学习中,梯度爆炸和梯度消失是训练深层神经网络时经常遇到的问题。它们本质上都属于数值不稳定的范畴,严重影响模型的训练效果。梯度爆炸会导致权重更新过大,模型难以收敛;梯度消失会导致底层网络的梯度接近于零,无法学习到有效的特征。 本讲座将从以下几个方面展开: 数值不稳定性的根源: 解释浮点数运算的限制以及链式法则在深度网络中的影响。 梯度爆炸的应对策略: 探讨梯度裁剪(Gradient Clipping)的原理和实现。 梯度消失的应对策略: 介绍激活函数选择(ReLU及其变体)、权重初始化方法(Xavier/Glorot, He i …