京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
卷积神经网络 (Convolutional Neural Networks, CNNs) 是一种广泛应用于图像识别、语音处理、自然语言处理等领域的深度学习模型。在使用CNNs进行分类或回归任务之前,通常需要对输入数据进行预处理。其中一个重要的预处理步骤就是数据归一化。
所谓数据归一化,就是将不同特征维度的数据缩放到相同的范围内,以便于模型在训练过程中更好地优化权重参数和偏置项。具体而言,数据归一化可以分为两种类型:线性归一化和非线性归一化。
线性归一化,也称为最小-最大规范化(Min-Max Normalization),是指将原始数据 $x$ 通过以下公式转换:
$$ hat{x}=frac{x-min(x)}{max(x)-min(x)} $$
其中 $hat{x}$ 表示归一化后的数据,$max(x)$ 和 $min(x)$ 分别表示原始数据中的最大值和最小值。这种方法能够将所有特征维度的数据映射到 [0,1] 的区间内。
非线性归一化则更加灵活,其目的是使得数据符合某种特定的概率分布,例如正态分布。其中最常见的方法是 Z-score 标准化,也称为标准差标准化(Standardization)。该方法通过将原始数据 $x$ 通过以下公式转换:
$$ hat{x}=frac{x-mu}{sigma} $$
其中 $hat{x}$ 表示归一化后的数据,$mu$ 和 $sigma$ 分别表示原始数据的均值和标准差。这种方法能够使得所有特征维度的数据符合均值为0、方差为1的正态分布。
对于CNNs模型而言,数据归一化非常重要。下面列举了三个主要原因:
加速模型收敛速度:如果输入数据没有经过归一化处理,不同特征之间的数值范围可能相差很大,导致训练时权重参数的更新速度不同,从而降低模型的收敛速度。
避免梯度消失或爆炸:在深度神经网络中,由于梯度传播的影响,某些层的输出值可能会变得非常大或者非常小,甚至产生梯度消失或爆炸的情况。通过归一化数据可以限制网络参数的范围,从而避免这种情况的发生。
提高模型泛化能力:通过归一化数据可以减少不同特征之间的依赖性,从而使得模型更容易捕获数据的共性特征,提高模型的泛化能力。
需要注意的是,在CNNs中进行归一化时,通常是在每个batch中对数据进行归一化处理。这种方法被称为批量归一化(Batch Normalization, BN),可以进一步提高模型的训练速度和准确率。
总之,数据归一化是卷积神经网络中非常重要的预处理步骤之一。通过归一化数据,我们可以加速模型收敛、避免梯度消失或爆炸、提高模型泛化能力等。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数字化商业环境中,数据已成为企业优化运营、抢占市场、规避风险的核心资产。但商业数据分析绝非“堆砌数据、生成报表”的简单 ...
2026-01-20定量报告的核心价值是传递数据洞察,但密密麻麻的表格、复杂的计算公式、晦涩的数值罗列,往往让读者望而却步,导致核心信息被淹 ...
2026-01-20在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的工作场景中,“精准分类与回归预测”是高频核心需求——比如预测用户是否流失、判 ...
2026-01-20在建筑工程造价工作中,清单汇总分类是核心环节之一,尤其是针对楼梯、楼梯间这类包含多个分项工程(如混凝土浇筑、钢筋制作、扶 ...
2026-01-19数据清洗是数据分析的“前置必修课”,其核心目标是剔除无效信息、修正错误数据,让原始数据具备准确性、一致性与可用性。在实际 ...
2026-01-19在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,常面临“无标签高维数据难以归类、群体规律模糊”的痛点——比如海量 ...
2026-01-19在数据仓库与数据分析体系中,维度表与事实表是构建结构化数据模型的核心组件,二者如同“骨架”与“血肉”,协同支撑起各类业务 ...
2026-01-16在游戏行业“存量竞争”的当下,玩家留存率直接决定游戏的生命周期与商业价值。一款游戏即便拥有出色的画面与玩法,若无法精准识 ...
2026-01-16为配合CDA考试中心的 2025 版 CDA Level III 认证新大纲落地,CDA 网校正式推出新大纲更新后的第一套官方模拟题。该模拟题严格遵 ...
2026-01-16在数据驱动决策的时代,数据分析已成为企业运营、产品优化、业务增长的核心工具。但实际工作中,很多数据分析项目看似流程完整, ...
2026-01-15在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的日常工作中,“高维数据处理”是高频痛点——比如用户画像包含“浏览次数、停留时 ...
2026-01-15在教育测量与评价领域,百分制考试成绩的分布规律是评估教学效果、优化命题设计的核心依据,而正态分布则是其中最具代表性的分布 ...
2026-01-15在用户从“接触产品”到“完成核心目标”的全链路中,流失是必然存在的——电商用户可能“浏览商品却未下单”,APP新用户可能“ ...
2026-01-14在产品增长的核心指标体系中,次日留存率是当之无愧的“入门级关键指标”——它直接反映用户对产品的首次体验反馈,是判断产品是 ...
2026-01-14在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的业务实操中,“分类预测”是高频核心需求——比如“预测用户是否会购买商品”“判 ...
2026-01-14在数字化时代,用户的每一次操作——无论是电商平台的“浏览-加购-下单”、APP的“登录-点击-留存”,还是金融产品的“注册-实名 ...
2026-01-13在数据驱动决策的时代,“数据质量决定分析价值”已成为行业共识。数据库、日志系统、第三方平台等渠道采集的原始数据,往往存在 ...
2026-01-13在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的核心能力体系中,“通过数据建立模型、实现预测与归因”是进阶关键——比如“预测 ...
2026-01-13在企业数字化转型过程中,业务模型与数据模型是两大核心支撑体系:业务模型承载“业务应该如何运转”的逻辑,数据模型解决“数据 ...
2026-01-12当前手游市场进入存量竞争时代,“拉新难、留存更难”成为行业普遍痛点。对于手游产品而言,用户留存率不仅直接决定产品的生命周 ...
2026-01-12