觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me

2.1 mini-batch gradient descent mini-batch梯度下降法

我们将训练数据组合到一个大的矩阵中

\(X=\begin{bmatrix}x^{(1)}&x^{(2)}&x^{(3)}&x^{(4)}&x^{(5)}...x^{(n)}\end{bmatrix}\)

\(Y=\begin{bmatrix}y^{(1)}&y^{(2)}&y^{(3)}&y^{(4)}&y^{(5)}...y^{(n)}\end{bmatrix}\)

在对整个数据集进行梯度下降时,你要做的是,你必须训练整个训练集,然后才能进行一步梯度下降法.然后需要重新训练整个数据集,才能进行下一步梯度下降法.所以你在训练整个训练集的一部分时就进行梯度下降,你的算法速度会更快.你可以把训练集分割为小一点的子训练集.这些小的训练集被称为mini-batch.每次训练一个mini-batch后就对模型的权值进行梯度下降的算法叫做mini-batch梯度下降法.

2.2 理解mini-batch梯度下降

在batch梯度下降中,每次迭代你都需要遍历整个训练集,可以预期正常情况下每次迭代的成本函数都会下降.



使用mini-batch梯度下降法时,会发现cost并不是每次迭代都下降的,看到的图像可能是以下这种情况.总体走向朝下但是有更多的噪声.

你需要决定的变量之一就是mini-batch的大小,m就是训练集的大小.

极端情况下,如果m=mini-batch,其实就是batch梯度下降法.在这种极端情况下,假设mini-batch大小为1一次只处理一个,就有了新的算法,叫做随机梯度下降法.

看两个极端情况下,成本函数的优化情况:

假设图中蓝点是最小值点,其中batch梯度下降从某处开始,相对噪声低些,幅度也大一些:



对于随机剃度下降,你只对一个样本进行梯度下降,大部分时候你向着全局最小值靠近,但是有时候你会偏离方向,因为那个样本恰好给你指的方向不正确.因此随机梯度下降法是有很多噪声的.平均来看会向着正确的方向,不过有时候也会方向错误.

因为随机梯度下降法永远不会收敛,而是会一直在最小值附近波动.但它并不会达到最小值并停留于此.

不同的梯度下降算法的利和弊

每次迭代需要处理大量训练样本,该算法主要弊端是特别是在训练样本数量巨大的时候,单次迭代耗时太长,如果训练样本不大,batch梯度下降法运行的很好.

相反如果使用随机梯度下降法,每次只训练一个训练样本,通过减少学习率,噪声也会相应的减少.但是其一大缺点是:你会失去所有向量化带给你的加速.

指导原则

如果训练集较小,就直接使用batch梯度下降法,样本集较小就没必要使用mini-batch梯度下降法.这里说的是少于2000个样本.这样比较适合使用batch梯度下降法.

不然如果数据量较大,一般的mini-batch大小为64到512,考虑到计算机的结构,一般来说,mini-batch的值取2的幂次方数比较合适,会相应的加快训练速度.

[DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络_优化算法2.1_2.2_mini-batch梯度下降法的更多相关文章

  1. [DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络_优化算法2.3_2.5_带修正偏差的指数加权平均

    Optimization Algorithms优化算法 觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 2.3 指数加权平均 举个例子,对于图中英国的温度数据计算移动平均值或者说是移动平均值( ...

  2. [DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络_优化算法2.6_2.9Momentum/RMSprop/Adam优化算法

    Optimization Algorithms优化算法 觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 2.6 动量梯度下降法(Momentum) 另一种成本函数优化算法,优化速度一般快于标准 ...

  3. 改善深层神经网络_优化算法_mini-batch梯度下降、指数加权平均、动量梯度下降、RMSprop、Adam优化、学习率衰减

    1.mini-batch梯度下降 在前面学习向量化时,知道了可以将训练样本横向堆叠,形成一个输入矩阵和对应的输出矩阵: 当数据量不是太大时,这样做当然会充分利用向量化的优点,一次训练中就可以将所有训练 ...

  4. Coursera Deep Learning笔记 改善深层神经网络:优化算法

    笔记:Andrew Ng's Deeping Learning视频 摘抄:https://xienaoban.github.io/posts/58457.html 本章介绍了优化算法,让神经网络运行的 ...

  5. [DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络_深度学习的实用层面1.9_归一化normalization

    觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 1.9 归一化Normaliation 训练神经网络,其中一个加速训练的方法就是归一化输入(normalize inputs). 假设我们有一个 ...

  6. [DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络_深度学习的实用层面1.10_1.12/梯度消失/梯度爆炸/权重初始化

    觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 1.10 梯度消失和梯度爆炸 当训练神经网络,尤其是深度神经网络时,经常会出现的问题是梯度消失或者梯度爆炸,也就是说当你训练深度网络时,导数或坡 ...

  7. [DeeplearningAI笔记]改善深层神经网络1.1_1.3深度学习使用层面_偏差/方差/欠拟合/过拟合/训练集/验证集/测试集

    觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 1.1 训练/开发/测试集 对于一个数据集而言,可以将一个数据集分为三个部分,一部分作为训练集,一部分作为简单交叉验证集(dev)有时候也成为验 ...

  8. deeplearning.ai 改善深层神经网络 week2 优化算法 听课笔记

    这一周的主题是优化算法. 1.  Mini-batch: 上一门课讨论的向量化的目的是去掉for循环加速优化计算,X = [x(1) x(2) x(3) ... x(m)],X的每一个列向量x(i)是 ...

  9. deeplearning.ai 改善深层神经网络 week2 优化算法

    这一周的主题是优化算法. 1.  Mini-batch: 上一门课讨论的向量化的目的是去掉for循环加速优化计算,X = [x(1) x(2) x(3) ... x(m)],X的每一个列向量x(i)是 ...

随机推荐

  1. ajax--->简单加法小练习

    ajax--->简单加法小练习 index.HTML <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> &l ...

  2. 【JavaScript_DOM 百度搜索框】

    今天给大家带来的事一个简单的百度的历史搜索框,大家在搜索东西的时候,百度会自动给你显示你最近搜索过的一些东西,那这个拿js怎么做呢? 我们一起来学习吧 这是一个HTML页面: <!DOCTYPE ...

  3. HTML5无刷新修改Url,history pushState/replaceState

    一.认识window.history window.history表示window对象的历史记录,是由用户主动产生,并且接受javascript脚本控制的全局对象.window对象通过history对 ...

  4. BZOJ 1968: [Ahoi2005]COMMON 约数研究(新生必做的水题)

    1968: [Ahoi2005]COMMON 约数研究 Time Limit: 1 Sec  Memory Limit: 64 MB Submit: 2351  Solved: 1797 [Submi ...

  5. [bzoj2157]旅游 (lct)

    这个应该也算裸的模板题吧..主要是边权的问题,对于每条边u->v,我们可以新建一个节点代替他,把边的信息弄到新的点上,就变成u->x->v了... 当然了这样的话要防止u和v这些没用 ...

  6. Matrix Chain Multiplication(表达式求值用栈操作)

    题目链接:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1082 Matrix Chain Multiplication Time Limit: 2000/100 ...

  7. phpcms模板生成原理

    phpcms模板生成原理2009-09-25 16:14PHPCMS是功能强大的网站管理系统.以后有时间,俺要将其管理.使用.再开发等等都理顺出来.这一篇短文先介绍PHPCMS的模板机制. 所谓网站模 ...

  8. .31-浅析webpack源码之doResolve事件流(2)

    放个流程图: 这里也放一下request对象内容,这节完事后如下(把vue-cli的package.json也复制过来了): /* { context: { issuer: '', compiler: ...

  9. Mysql Order By 字符串排序,mysql 字符串order by

    Mysql Order By 字符串排序,mysql 字符串order by ============================== ©Copyright 蕃薯耀 2017年9月30日 http ...

  10. css scale放大缩小

    .product-content ul li a img:hover{ transform: scale(1.1); }