深度学习:梯度下降法

损失函数 L:衡量单一训练样例的效果。

成本函数 J:用于衡量 w 和 b 的效果。

如何使用梯度下降法来训练或学习训练集上的参数w和b ?

成本函数J是参数w和b的函数,它被定义为平均值;

损失函数L可以衡量你的算法效果,每一个训练样例都输出,把它跟真实标签进行比较。

**梯度下降法:**从初始点开始,朝最陡的下坡方向走一步,在梯度下降一步后,或许在那里停下,或者尽可能快的向下走,这是梯度下降的一次迭代。然后继续,希望收敛到全局最优解。

Gradient Descent 梯度下降法,重复执行以下的更新操作:

  • 更新w的值(使用 := 表示更新w)。
  • Learning Rate 学习率 可以控制每一次迭代,或者梯度下降法中的步长。
  • 这里的导数 dJ(w)/dw 就是对参数w的更新或变化量。
  • 我们写代码来实现梯度下降时,会使用变量名dw表示导数,即上图中的式子写为:
  • w := w - dw
  • 新的w的值 等于 w自身 减去 学习率和导数的乘积

导数是函数在对应点的斜率,函数的斜率是高除以宽。如果J函数最开始在右边的点,那么它的斜率是正数,更新的w的值w := w - dw会变小,即上图中的点会往左移;反之,如果一开始点在左上方,即斜率为负数,那么更新的w的值会变大,也就是会逐渐往右移。不论起始点在左边还是右边,最终都会到中间底部那个点。

在深度学习里,有循环会降低算法的运行效率。实现梯度下降的迭代,不使用任何循环,而是向量化(Vectorization)。使用内置函数,避免使用显式for循环,可以让程序运行速度快很多。

python 复制代码
import numpy as np

import time

a = np.random.rand(1000000)
b = np.random.rand(1000000)

tic = time.time()
c = np.dot(a,b)
toc = time.time()

print(c)
print("Vectorization version: " + str(1000*(toc-tic)) + "ms")

c = 0
tic = time.time()
for i in range(1000000):
    c += a[i]*b[i]
toc = time.time()

print(c)
print("For loop:" + str(1000*(toc-tic)) + "ms")

运行结果:

由上述代码运行结果可知,使用内置函数比显式使用for循环快了200倍,所以我们尽量不要使用显示for循环。

相关推荐
weisian15142 分钟前
进阶篇-8-数学篇-7--特征值与特征向量:AI特征提取的核心逻辑
人工智能·pca·特征值·特征向量·降维
Java程序员 拥抱ai1 小时前
撰写「从0到1构建下一代游戏AI客服」系列技术博客的初衷
人工智能
186******205311 小时前
AI重构项目开发全流程:效率革命与实践指南
人工智能·重构
森之鸟1 小时前
多智能体系统开发入门:用鸿蒙实现设备间的AI协同决策
人工智能·harmonyos·m
铁蛋AI编程实战1 小时前
大模型本地轻量化微调+端侧部署实战(免高端GPU/16G PC可运行)
人工智能·架构·开源
铁蛋AI编程实战1 小时前
最新版 Kimi K2.5 完整使用教程:从入门到实战(开源部署+API接入+多模态核心功能)
人工智能·开源
我有医保我先冲1 小时前
AI 时代 “任务完成“ 与 “专业能力“ 的区分:理论基础、行业影响与个人发展策略
人工智能·python·机器学习
林深现海1 小时前
【刘二大人】PyTorch深度学习实践笔记 —— 第一集:深度学习全景概述(超详细版)
pytorch·笔记·深度学习
Bamtone20251 小时前
PCB切片分析新方案:Bamtone MS90集成AI的智能测量解决方案
人工智能
Warren2Lynch1 小时前
2026年专业软件工程与企业架构的智能化演进
人工智能·架构·软件工程