4.3.1 Sigmoid

迭代公式：

$${\displaystyle \begin{aligned} \delta(x) = \frac{1}{1+e^{-x}} \\ \end{aligned} }$$

图像：

图 4-9 Sigmoid 函数图

特性：

1. 非 0 为中心（non-zero-centered）

2. 输出范围在 $[0,\ 1]$ 之间，导数 $< 0.25$

3. 输出 $> 0$ ，反向传播（BP）权值正向堆积（梯度始终 $> 0$）

4. 输入 $(-\infty,\ -5]$ 或 $[+5,\ +\infty)$ 时，输出近乎无变化，逐层梯度趋 ，更易导致梯度消失

5. 指数计算，较为消耗资源

Sigmoid 激活函数梯度趋近于 0，即软饱和。这会导致BP在该区域部分的导数，无法有效的传递误差至上层（趋 0 失效），导致前层权值无更新，从而无法收敛。且因为 非 0 为中心，使得我们在使用它做激活函数时，需要考虑数据对称（zero-mean data）。

Sigmoid 也可以根据情况，使用其他算法代替，例如（swish、h-swish）。通常在二分问题上采用 Sigmoid 是不错的选择，诸如：是否是某一类、问题对错，即古典逻辑回归（Classical Logical Regression）。

Sigmoid 算子化

利用 C 语言实现对算子的封装，有：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

double sigmoid(double x) {
  return 1 / (1 + exp(-x));
}

int main() {
  double x = 0.5;
  double y = sigmoid(x);
  printf("The sigmoid of %f is %f\n", x, y);
  return 0;
}

运行验证可得到结果：

The sigmoid of 0.500000 is 0.622459