在隐藏层使用 softmax，在输出层使用 relu 进行 CNN 回归

Posted 2023-03-29

【中文标题】在隐藏层使用 softmax，在输出层使用 relu 进行 CNN 回归

【英文标题】：Using softmax in hidden layer and relu in output layer for CNN regression

【发布时间】：2020-10-13 19:06:51

【问题描述】：

我正在创建一个 CNN，以根据测量的光谱 (2D) 预测应用于光纤的分布应变，这在理想情况下是洛伦兹曲线。标签是一维数组，其中只有应变部分不为零（标签看起来像方波）。

我的 CNN 有 10 个交替卷积和池化层，全部由 RelU 激活。然后是 3 个带有 softmax 激活的全连接隐藏层，然后是由 RelU 激活的输出层。通常，CNN 和其他神经网络将 RelU 用于隐藏层，然后将 softmax 用于输出层（在分类问题的情况下）。但在这种情况下，我使用 softmax 首先确定施加应变的光纤的位置（即非零），然后在输出中使用 RelU 进行回归。我的 CNN 能够相当准确地预测标签，但我找不到任何支持出版物，其中在隐藏层中使用了 softmax，在输出层中使用了 RelU；除了我在 Quora/*** 中找到的方法之外，为什么不推荐这种方法（即在数学上不可行）。如果有人能在这件事上给我启发，我将不胜感激，因为我对深度学习还很陌生，并希望从中学习。提前谢谢！

【参考方案1】：

如果你看一个层 l 看到前一层 l-1 的输入的方式，它假设特征向量的维度是线性独立的。

如果模型使用一组神经元建立某种置信度，那么这些神经元最好是线性独立的，否则只是夸大了 1 个神经元的值。

如果您在隐藏层中应用 softmax，那么您实际上是在组合多个神经元并篡改它们的独立性。此外，如果您查看首选 ReLU 的原因是因为它可以为您提供更好的梯度，而其他激活（如 sigmoid）不会。此外，如果您的目标过于向层添加规范化，则最好使用显式批量规范化层

【讨论】：

对我迟到的评论感到非常抱歉。我相当怀疑为什么我从我的模型中获得了非常好的结果——我在隐藏层中使用了 softmax，因此神经元不再是线性独立的。谢谢你解释这个。使用 ReLU 并添加批量归一化确实改善了结果。谢谢！

@ella 对 SO 表示感谢的最佳方式是接受答案。

感谢您的指出！我不知道这一点（这是我在 SO 中的第一篇文章），所以很抱歉这么长时间没有接受它。