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
久笙&16 分钟前
高效设计AI Prompt:10大框架详细对比与应用
人工智能·prompt
yuanlulu17 分钟前
mindie推理大语言模型问题及解决方法汇总
人工智能·华为·自然语言处理·nlp·大语言模型·昇腾
学术会议21 分钟前
【智慧光学与高效信号处理】2025年信号处理与光学工程国际会议 (SPOE 2024)
大数据·人工智能·物联网·安全·信号处理
爱研究的小牛24 分钟前
Midjourney技术浅析(一)
人工智能·深度学习·aigc·midjourney
qq_2739002343 分钟前
PyTorch Lightning Callback介绍
人工智能·pytorch·python
mingo_敏44 分钟前
深度学习中的并行策略概述:4 Tensor Parallelism
人工智能·深度学习
红色的山茶花1 小时前
YOLOv9-0.1部分代码阅读笔记-train.py
笔记·深度学习·yolo
cxr8281 小时前
洪水灾害多智能体分布式模拟示例代码
深度学习·机器学习·迁移学习
敲代码敲到头发茂密1 小时前
基于 LangChain 实现数据库问答机器人
数据库·人工智能·语言模型·langchain·机器人
神经美学_茂森2 小时前
【自由能系列(初级),论文解读】神经网络中,熵代表系统的不确定性,自由能则引导系统向更低能量的状态演化,而动力学则描述了系统状态随时间的变化。
人工智能·神经网络·php