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公式

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  1. Sampled x Values

    Sampled x Values: Leaky ReLU活性化関数 計算ツール

    Each point i (from 0) uses x = startX + i*stepX for the given number of points.

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結果

Leaky ReLU at x = 3
3
f(x) = x if x > 0, else α·x
点の個数 101
α (leak slope) 0.01
First f(x) (at x = -4) -0.04
Last f(x) (at x = 1) 1
x f(x)
-4 -0.04
-3.95 -0.0395
-3.9 -0.039
-3.85 -0.0385
-3.8 -0.038
-3.75 -0.0375
-3.7 -0.037
-3.65 -0.0365
-3.6 -0.036
-3.55 -0.0355
-3.5 -0.035
-3.45 -0.0345
-3.4 -0.034
-3.35 -0.0335
-3.3 -0.033
-3.25 -0.0325
-3.2 -0.032
-3.15 -0.0315
-3.1 -0.031
-3.05 -0.0305
-3 -0.03
-2.95 -0.0295
-2.9 -0.029
-2.85 -0.0285
-2.8 -0.028
-2.75 -0.0275
-2.7 -0.027
-2.65 -0.0265
-2.6 -0.026
-2.55 -0.0255
-2.5 -0.025
-2.45 -0.0245
-2.4 -0.024
-2.35 -0.0235
-2.3 -0.023
-2.25 -0.0225
-2.2 -0.022
-2.15 -0.0215
-2.1 -0.021
-2.05 -0.0205
-2 -0.02
-1.95 -0.0195
-1.9 -0.019
-1.85 -0.0185
-1.8 -0.018
-1.75 -0.0175
-1.7 -0.017
-1.65 -0.0165
-1.6 -0.016
-1.55 -0.0155
-1.5 -0.015
-1.45 -0.0145
-1.4 -0.014
-1.35 -0.0135
-1.3 -0.013
-1.25 -0.0125
-1.2 -0.012
-1.15 -0.0115
-1.1 -0.011
-1.05 -0.0105
-1 -0.01
-0.95 -0.0095
-0.9 -0.009
-0.85 -0.0085
-0.8 -0.008
-0.75 -0.0075
-0.7 -0.007
-0.65 -0.0065
-0.6 -0.006
-0.55 -0.0055
-0.5 -0.005
-0.45 -0.0045
-0.4 -0.004
-0.35 -0.0035
-0.3 -0.003
-0.25 -0.0025
-0.2 -0.002
-0.15 -0.0015
-0.1 -0.001
-0.05 -0.0005
0 0
0.05 0.05
0.1 0.1
0.15 0.15
0.2 0.2
0.25 0.25
0.3 0.3
0.35 0.35
0.4 0.4
0.45 0.45
0.5 0.5
0.55 0.55
0.6 0.6
0.65 0.65
0.7 0.7
0.75 0.75
0.8 0.8
0.85 0.85
0.9 0.9
0.95 0.95
1 1

Leaky ReLU活性化関数とは

Leaky ReLU(Leaky Rectified Linear Unit)は、ディープニューラルネットワークで広く使われる活性化関数です。標準的なReLUと同様に、正の入力はそのまま出力します。一方で、負の入力をすべて0にしてしまうのではなく、小さな傾きα(リーク係数)を掛けた値を出力するのが特徴です。これにより負の入力に対してもわずかな勾配が流れ続けるため、ニューロンが常に0を出力し続けて学習が止まってしまう「死んだReLU(dying ReLU)」問題を回避しやすくなります。

x軸とy軸上のLeaky ReLU活性化関数のグラフ
Leaky ReLU曲線:原点を通る直線で、負の入力には小さな傾き、正の入力には傾き1を持つ。

計算式

入力xとリーク係数αに対して、出力は次のようになります。

$$f(\text{x}) = \begin{cases} \text{x} & \text{if } \text{x} > 0 \\[0.5em] \alpha \cdot \text{x} & \text{if } \text{x} \le 0 \end{cases}$$

αの既定値は 0.01 です。特別なケースとして、α = 0 のときは標準的なReLU(\(\max(0, \text{x})\))と一致し、α = 1 のときは恒等関数 \(f(\text{x}) = \text{x}\) になる点も押さえておくとよいでしょう。

このツールの使い方

xの初期値、点と点の間隔(ステップ幅)、生成する点の個数、そしてリーク係数αを入力してください。ツールは i = 0 から count−1 まで

$$x_i = \text{Initial x} + i \cdot \text{Step}, \quad i = 0, 1, \dots, \text{Count} - 1$$

という数列を作り、各点で f を計算して、(x, f(x)) のペア一覧と曲線のグラフを表示します。また、単一のxの値を入力すれば、その点での \(f(\text{x})\) を1つだけ直接求めることもできます。

計算例

α = 0.01 の場合:x = −4 では入力が0以下なので \(f = 0.01 \times (-4) = -0.04\) となります。x = 0 では \(f = 0\)、x = 3 では入力が正なので \(f = 3\) です。既定値(startX = −4、stepX = 0.05、count = 101)を使うと、x = −4(f = −0.04)から x = +1.0(f = 1.0)まで計算が進み、81番目の点(i = 80)でちょうど0を通過します。

よくある質問(FAQ)

Leaky ReLUは通常のReLUと何が違いますか? ReLUは負の入力に対してすべて0を出力します。一方Leaky ReLUは \(\alpha \cdot \text{x}\) という小さな負の値を出力し、勾配を保ち続けます。

αにはどんな値が適していますか? 0.01 が一般的な既定値です。Parametric ReLU(PReLU)などの派生では、αを学習によって自動で調整します。

αを負の値にできますか? 数学的には可能ですが、一般的ではなく、通常のネットワークでは推奨されません。

最終更新: