在训练神经网络时,优化技术直接影响模型性能与收敛速度。以下为关键方法及原理:

基础概念

优化的核心目标是通过调整参数,最小化损失函数。常用的数学工具包括:

  • 梯度下降(Gradient Descent):沿负梯度方向更新参数
  • 随机梯度下降(SGD):使用单个样本估计梯度
  • 批量梯度下降(Batch GD):使用全部训练集计算梯度
梯度下降

常用优化技术

技术 优点 缺点 适用场景
Momentum 🚀 加速收敛,缓解震荡 需要调整动量系数 深层网络训练
Adam 🧩 自适应学习率,结合Momentum 可能过拟合 多任务学习
Nesterov Accelerated Gradient 🔍 预瞄更新方向 计算复杂度稍高 高维空间优化

📌 了解更多优化算法对比:/nn_tutorial/optimization_techniques_comparison

进阶策略

  1. 学习率调度:动态调整学习率(如余弦退火)
  2. 正则化技术:L1/L2正则化、Dropout
  3. 权重初始化:Xavier初始化、He初始化
  4. 批量归一化(BatchNorm):加速训练,提升稳定性
权重初始化

实际应用

  • 图像识别:使用Adam优化器配合BatchNorm
  • 自然语言处理:通过学习率衰减避免过拟合
  • 强化学习:采用Momentum策略提升收敛效率

🔗 点击扩展阅读:优化器实现细节