tensorflow 1.0 学习：参数初始化（initializer)

CNN中最重要的就是参数了，包括W,b。 我们训练CNN的最终目的就是得到最好的参数，使得目标函数取得最小值。参数的初始化也同样重要，因此微调受到很多人的重视，那么tf提供了哪些初始化参数的方法呢，我们能不能自己进行初始化呢？

所有的初始化方法都定义在tensorflow/python/ops/init_ops.py

1、tf.constant_initializer()

也可以简写为tf.Constant()

初始化为常数，这个非常有用，通常偏置项就是用它初始化的。

由它衍生出的两个初始化方法：

a、 tf.zeros_initializer()， 也可以简写为tf.Zeros()

b、tf.ones_initializer(), 也可以简写为tf.Ones()

例：在卷积层中，将偏置项b初始化为0，则有多种写法：

conv1 = tf.layers.conv2d(batch_images, 
                         filters=64,
                         kernel_size=7,
                         strides=2,
                         activation=tf.nn.relu,
                         kernel_initializer=tf.TruncatedNormal(stddev=0.01)
                         bias_initializer=tf.Constant(0),
                        )

或者：

bias_initializer=tf.constant_initializer(0)

或者：

bias_initializer=tf.zeros_initializer()

或者：

bias_initializer=tf.Zeros()

 

例：如何将W初始化成拉普拉斯算子？

value = [1, 1, 1, 1, -8, 1, 1, 1，1]
init = tf.constant_initializer(value)
W= tf.get_variable('W', shape=[3, 3], initializer=init)

2、tf.truncated_normal_initializer()

或者简写为tf.TruncatedNormal()

生成截断正态分布的随机数，这个初始化方法好像在tf中用得比较多。

它有四个参数（mean=0.0, stddev=1.0, seed=None, dtype=dtypes.float32)，分别用于指定均值、标准差、随机数种子和随机数的数据类型，一般只需要设置stddev这一个参数就可以了。

例：

conv1 = tf.layers.conv2d(batch_images, 
                         filters=64,
                         kernel_size=7,
                         strides=2,
                         activation=tf.nn.relu,
                         kernel_initializer=tf.TruncatedNormal(stddev=0.01)
                         bias_initializer=tf.Constant(0),
                        )

或者：

conv1 = tf.layers.conv2d(batch_images, 
                         filters=64,
                         kernel_size=7,
                         strides=2,
                         activation=tf.nn.relu,
                         kernel_initializer=tf.truncated_normal_initializer(stddev=0.01)
                         bias_initializer=tf.zero_initializer(),
                        )

 

3、tf.random_normal_initializer()

可简写为 tf.RandomNormal()

生成标准正态分布的随机数，参数和truncated_normal_initializer一样。

4、random_uniform_initializer = RandomUniform()

可简写为tf.RandomUniform()

生成均匀分布的随机数，参数有四个（minval=0, maxval=None, seed=None, dtype=dtypes.float32)，分别用于指定最小值，最大值，随机数种子和类型。

5、tf.uniform_unit_scaling_initializer()

可简写为tf.UniformUnitScaling()

和均匀分布差不多，只是这个初始化方法不需要指定最小最大值，是通过计算出来的。参数为（factor=1.0, seed=None, dtype=dtypes.float32)

max_val = math.sqrt(3 / input_size) * factor

这里的input_size是指输入数据的维数，假设输入为x, 运算为x * W，则input_size= W.shape[0]

它的分布区间为[ -max_val, max_val]

6、tf.variance_scaling_initializer()

可简写为tf.VarianceScaling()

参数为（scale=1.0,mode="fan_in",distribution="normal",seed=None，dtype=dtypes.float32)

scale: 缩放尺度（正浮点数）

mode:  "fan_in", "fan_out", "fan_avg"中的一个，用于计算标准差stddev的值。

distribution：分布类型，"normal"或“uniform"中的一个。

当 distribution="normal" 的时候，生成truncated normal   distribution（截断正态分布） 的随机数，其中stddev = sqrt(scale / n) ，n的计算与mode参数有关。

      如果mode = "fan_in"， n为输入单元的结点数；         

      如果mode = "fan_out"，n为输出单元的结点数；

       如果mode = "fan_avg",n为输入和输出单元结点数的平均值。

当distribution="uniform”的时候 ，生成均匀分布的随机数，假设分布区间为[-limit, limit]，则

      limit = sqrt(3 * scale / n)

7、tf.orthogonal_initializer()

简写为tf.Orthogonal()

生成正交矩阵的随机数。

当需要生成的参数是2维时，这个正交矩阵是由均匀分布的随机数矩阵经过SVD分解而来。

8、tf.glorot_uniform_initializer()

也称之为Xavier uniform initializer，由一个均匀分布（uniform distribution)来初始化数据。

假设均匀分布的区间是[-limit, limit],则

limit=sqrt(6 / (fan_in + fan_out))

其中的fan_in和fan_out分别表示输入单元的结点数和输出单元的结点数。

9、glorot_normal_initializer（）

也称之为 Xavier normal initializer. 由一个 truncated normal distribution来初始化数据.

stddev = sqrt(2 / (fan_in + fan_out))

其中的fan_in和fan_out分别表示输入单元的结点数和输出单元的结点数。