2019-01-29 随机梯度下降中学习速率α

确保算法能收敛以及选择合适的学习速率α。

对于随机梯度下降算法,为了检查算法是否收敛,沿用之前定义的cost函数。在算法扫描到样本(x(i),y(i)) 但在更新参数θ之前,使用这个样本算出这个样本对应的cost函数。例如:每1000次迭代运算中,我们对最后1000个样本的cost值求平均然后画出来,通过观察这些画出来的图,我们就能检查出随机梯度下降是否在收敛。

收敛

图1:看起来是有噪声的,代价值在下降,后面开始变得平缓。这样的大致走向基本说明你的学习算法已经收敛了。如果你使用了更小的学习速率,那么很有可能使得算法的学习变得更慢了,代价函数的下降也变慢了。但由于你使用了更小的学习速率,你很有可能会让算法收敛到一个好一点的解。(红色的曲线代表随机梯度下降使用一个更小的学习速率)。随机梯度下降不是直接收敛到全局最小值,而是在局部最小附近反复振荡,所以使用一个更小的学习速率,最终的振荡就会更小,有时候这一点小的区别可以忽略,但有时候一点小的区别就会得到更好一点的参数。

图2:看起来已经收敛了。如果你把这个数 1000 提高到5000组样本,那么可能你会得到一条更平滑的曲线。这是增大平均的训练样本数的情形。当然增大样本数的缺点就是现在每5000个样本才能得到一个数据点,因此你所得到的关于学习算法表现的反馈就显得有一些“延迟”,因为每5000个样本才能得到图上的一个数据点而不是每1000个样本就能得到。

图3:运行梯度下降代价函数就没有在减小,算法没有很好地学习,需要更大量的样本进行平均,你很可能会观察到红线所示的情况。使用一个较大的样本数量,还是可能会发现这条学习曲线比较平坦,那可能就更肯定地说明不知道出于什么原因算法确实没怎么学习好,那么你就需要调整学习速率或者改变特征变量或者改变其他的什么

图4:曲线实际上是在上升,这是一个很明显的信号表示算法正在发散。那么你要做的事就是用一个更小一点的学习速率α。

收敛

线看起来噪声较大或者老是上下振动,那就试试增大你要平均的样本数量,这样应该就能得到比较好的变化趋势。如果你发现代价值在上升,那么就换一个小一点的α值。

随机梯度下降 α

运行随机梯度下降时,算法会从某个点开始然后曲折地逼近最小值,但它不会真的收敛,而是一直在最小值附近徘徊,因此你最终得到的参数实际上只是接近全局最小值,而不是真正的全局最小值。如果你想让随机梯度下降确实收敛到全局最小值,你可以随时间的变化减小学习速率α的值。一种典型的方法来设置α的值是让α等于某个常数1 除以 迭代次数加某个常数2。 该α的设置存在的问题是把时间花在确定常数1和常数2上,这让算法显得更繁琐。但是减小了学习速率,振荡也会越来越小直到落到几乎靠近全局最小的地方。这个公式起作用的原因是随着算法的运行,迭代次数会越来越大,因此学习速率α会慢慢变小,因此你的每一步就会越来越小,直到最终收敛到全局最小值。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,417评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,921评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,850评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,945评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,069评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,188评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,239评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,994评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,409评论 1 304
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,735评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,898评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,578评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,205评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,916评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,156评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,722评论 2 363
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,781评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容