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
weilaikeqi1111几秒前
汪喵灵灵荣获“兴智杯”全国AI创新应用大赛一等奖,彰显AI宠物医疗硬实力
人工智能·百度·宠物
aliprice1 分钟前
Target电商平台研究指南:十款实用工具助力全渠道零售与品牌营销分析
人工智能·零售
yiersansiwu123d1 分钟前
多模态突破:AI规模化应用的关键密码
人工智能
renhongxia15 分钟前
面向图像处理逆问题的扩散模型研究综述
图像处理·人工智能
古城小栈15 分钟前
代理人工智能(Agent AI):NVIDIA Project GR00T 实战
人工智能
Coder_Boy_15 分钟前
Java+Proteus仿真Arduino控制LED问题排查全记录(含交互过程)
java·人工智能·python
小程故事多_8017 分钟前
RAG终将被取代?长上下文、Agent记忆与Text2SQL的技术博弈
人工智能·aigc
厚德云1 小时前
全球首款填空式AI绘画提示词工具PromptFill正式发布
人工智能·ai作画·云计算·aigc·ai绘画
泰迪智能科技1 小时前
案例分享|高校实验室建设方向+合作平台+建设成效
人工智能
摸鱼仙人~1 小时前
一文详解PyTorch DDP
人工智能·pytorch·python