神经网络基础-神经网络补充概念-48-rmsprop

概念## 标题

RMSProp(Root Mean Square Propagation)是一种优化算法,用于在训练神经网络等机器学习模型时自适应地调整学习率,以加速收敛并提高性能。RMSProp可以有效地处理不同特征尺度和梯度变化,对于处理稀疏数据和非平稳目标函数也表现良好。

核心思想

RMSProp的核心思想是根据参数梯度的历史信息自适应地调整每个参数的学习率。具体来说,RMSProp使用指数加权移动平均(Exponential Moving Average,EMA)来计算参数的平方梯度的均值,并使用该平均值来调整学习率。

步骤

1初始化参数:初始化模型的参数。

2初始化均方梯度的移动平均:初始化一个用于记录参数平方梯度的指数加权移动平均变量,通常初始化为零向量。

3计算梯度:计算当前位置的梯度。

4计算均方梯度的移动平均:计算参数平方梯度的指数加权移动平均,通常使用指数加权平均公式。

python 复制代码
moving_average = beta * moving_average + (1 - beta) * gradient^2

其中,beta 是用于计算指数加权平均的超参数

5更新参数:根据均方梯度的移动平均和学习率,更新模型的参数。

python 复制代码
parameter = parameter - learning_rate * gradient / sqrt(moving_average + epsilon)

其中,epsilon 是一个小的常数,防止分母为零。

6重复迭代:重复执行步骤 3 到 5,直到达到预定的迭代次数(epochs)或收敛条件。

代码实现

python 复制代码
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 生成随机数据
np.random.seed(0)
X = 2 * np.random.rand(100, 1)
y = 4 + 3 * X + np.random.randn(100, 1)

# 添加偏置项
X_b = np.c_[np.ones((100, 1)), X]

# 初始化参数
theta = np.random.randn(2, 1)

# 学习率
learning_rate = 0.1

# RMSProp参数
beta = 0.9
epsilon = 1e-8
moving_average = np.zeros_like(theta)

# 迭代次数
n_iterations = 1000

# RMSProp优化
for iteration in range(n_iterations):
    gradients = 2 / 100 * X_b.T.dot(X_b.dot(theta) - y)
    moving_average = beta * moving_average + (1 - beta) * gradients**2
    theta = theta - learning_rate * gradients / np.sqrt(moving_average + epsilon)

# 绘制数据和拟合直线
plt.scatter(X, y)
plt.plot(X, X_b.dot(theta), color='red')
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('y')
plt.title('Linear Regression with RMSProp Optimization')
plt.show()

print("Intercept (theta0):", theta[0][0])
print("Slope (theta1):", theta[1][0])
相关推荐
飞哥数智坊6 分钟前
打造我的 AI 开发团队(四):在 Cursor 里跑通 bmad
人工智能·ai编程
aneasystone本尊23 分钟前
重温 Java 21 学习笔记
人工智能
zandy101138 分钟前
架构解析:衡石科技如何基于AI+Data Agent重构智能数据分析平台
人工智能·科技·架构
golang学习记1 小时前
免费解锁 Cursor AI 全功能:4 种开发者私藏方案揭秘
人工智能
图扑软件1 小时前
热力图可视化为何被广泛应用?| 图扑数字孪生
大数据·人工智能·信息可视化·数字孪生·可视化·热力图·电力能源
qq_436962181 小时前
AI驱动数据分析革新:奥威BI一键生成智能报告
人工智能·信息可视化·数据分析
卓码软件测评1 小时前
借助大语言模型实现高效测试迁移:Airbnb的大规模实践
开发语言·前端·javascript·人工智能·语言模型·自然语言处理
小白狮ww1 小时前
dots.ocr 基于 1.7B 参数实现多语言文档处理,性能达 SOTA
人工智能·深度学习·机器学习·自然语言处理·ocr·小红书·文档处理
hrrrrb1 小时前
【机器学习】无监督学习
人工智能·学习·机器学习
IT_陈寒1 小时前
SpringBoot 3.0实战:这套配置让我轻松扛住百万并发,性能提升300%
前端·人工智能·后端