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기술

활성화 함수

활성화 함수기술
영문명
Activation function
대표 입력
가중합과 편향으로 계산한 값
대표 예
ReLU, 소프트플러스, 소프트맥스
확인 요소
출력 범위와 적용 축 및 도함수
활성화 함수는 신경망 층에서 계산한 값에 적용해 출력을 정하는 함수다. ReLU나 로지스틱 함수처럼 비선형 변환을 넣거나, 항등함수처럼 값을 그대로 통과시킬 수 있다. 은닉층과 출력층에서 요구하는 성질이 다를 수 있다.

함수 없이 여러 층을 쌓으면

첫 계산이 u=2x+1이고 다음이 y=3u-4라면 전체는 y=6x-1이다. 항등함수로 값을 그대로 넘기면 여러 번의 아핀 계산을 하나로 합칠 수 있다. 편향까지 포함하므로 여기서 엄밀한 표현은 선형변환만이 아니라 아핀 변환이다.

비선형 함수를 사이에 넣기

중간에 ReLU를 넣으면 y=3max(0,2x+1)-4다. x가 -1/2 이하이면 값은 -4로 일정하고 그보다 크면 6x-1이다. x=-1에서 -4가 되어 활성화 함수가 없을 때의 -7과 다르다. 하나의 직선으로 전체를 표현할 수 없어진다.

출력 범위를 목적에 맞추기

ReLU는 음수를 0으로 만들지만 양수 출력에 상한이 없다. 로지스틱 함수는 한 실수 점수를 0과 1 사이로 보낸다. 소프트맥스는 여러 점수를 함께 정규화한다. 모두 같은 비선형 함수라는 이유만으로 서로 바꾸면 모델 출력의 의미도 달라질 수 있다.

각 원소와 벡터 전체의 차이

원소별 함수는 배열의 각 값에 독립적으로 적용할 수 있다. 반면 소프트맥스에서는 같은 정규화 범위의 다른 성분도 결과에 영향을 준다. 배열의 모양이 같아 보여도 어떤 축에 적용하는지 확인해야 한다. 미분 가능성이나 실제 학습에서 사용하는 기울기 규칙도 별도의 성질이다.

관련 문서

인공 신경망 / ReLU / 소프트플러스 / 소프트맥스 / 로지스틱 회귀 / 경사 하강법 / 선형변환