深度学习中的优化器是训练模型时不可或缺的一部分,它决定了模型参数更新的方式。以下是一些常用的优化器及其公式。

梯度下降法

梯度下降法是最基本的优化器,它通过计算损失函数对参数的梯度,并沿着梯度方向更新参数。

$$ \theta_{\text{new}} = \theta_{\text{old}} - \alpha \cdot \nabla_{\theta} J(\theta) $$

其中,$\theta$ 是参数,$\alpha$ 是学习率,$J(\theta)$ 是损失函数。

梯度下降法的改进

为了提高梯度下降法的效率,我们可以采用以下几种改进方法:

动量(Momentum)

动量方法利用了之前梯度的信息,可以加速收敛。

$$ v = \beta \cdot v + \nabla_{\theta} J(\theta) $$ $$ \theta_{\text{new}} = \theta_{\text{old}} - \alpha \cdot v $$

其中,$v$ 是动量项,$\beta$ 是动量系数。

Nesterov 加速梯度(NAG)

Nesterov 加速梯度方法在计算梯度时,使用了之前的梯度信息,进一步提高了收敛速度。

$$ v = \beta \cdot v + \nabla_{\theta} J(\theta) $$ $$ \theta_{\text{new}} = \theta_{\text{old}} - \alpha \cdot v $$

其中,$\beta$ 是动量系数。

Adagrad

Adagrad 方法通过为每个参数分配不同的学习率,可以更好地处理稀疏数据。

$$ \theta_{\text{new}} = \theta_{\text{old}} - \frac{\alpha}{\sqrt{\sum_{t=1}^{T} (\nabla_{\theta} J(\theta))^2}} \cdot \nabla_{\theta} J(\theta) $$

其中,$\alpha$ 是学习率。

其他优化器

除了上述优化器外,还有一些其他的优化器,如 RMSprop、Adam 等。

更多关于深度学习的优化器,请访问 深度学习优化器详解

优化器公式图解


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