1.BN

• 1、Why
  克服深度神经网络难以训练的弊病
  从细的说是为了解决“Internal Covariate Shift”问题，统计机器学习中的一个经典假设是“源空间（source domain）和目标空间（target domain）的数据分布（distribution）是一致的”。如果不一致，那么就出现了新的机器学习问题，如，transfer learning/domain adaptation等。而covariate shift就是分布不一致假设之下的一个分支问题，它是指源空间和目标空间的条件概率是一致的，但是其边缘概率不同，神经网络的各层输出，由于它们经过了层内操作作用，其分布显然与各层对应的输入信号分布不同，而且差异会随着网络深度增大而增大，可是它们所能“指示”的样本标记（label）仍然是不变的，这便符合了covariate shift的定义；由于是对层间信号的分析，也即是“internal”的来由，解决“Internal Covariate Shift”办法就是ICS的实现方式，即通过mini-batch来规范化某些层/所有层的输入，从而可以固定每层输入信号的均值与方差。
  说到底BN是为了防止“梯度弥散”。关于梯度弥散，大家都知道一个简单的栗子：0.930≈0.040.9^{30}\approx 0.040.9^{30}\approx 0.04。在BN中，是通过将activation规范为均值和方差一致的手段使得原本会减小的activation的scale变大
• 2、Where to use
  遇到收敛速度很慢，或梯度爆炸等无法训练的状况时可以尝试BN来解决。另外，在一般使用情况下也可以加入BN来加快训练速度，提高模型精度
  BN可以应用于网络中任意的activation set。文中还特别指出在CNN中，BN应作用在非线性映射前，即对做规范化

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