深度学习的优化方法 总结

SGD:现在的SGD一般都指mini-batch gradient descent 最小批量梯度下降

缺点:(正因为有这些缺点才让这么多大神发展出了后续的各种算法)

  • 选择合适的learning rate比较困难 - 对所有的参数更新使用同样的learning rate。对于稀疏数据或者特征,有时我们可能想更新快一些对于不经常出现的特征,对于常出现的特征更新慢一些,这时候SGD就不太能满足要求了
  • SGD容易收敛到局部最优,并且在某些情况下可能被困在鞍点

Adagrad:

对学习率进行了一个约束。

此处,对g_t从1到t进行一个递推形成一个约束项regularizer,-frac{1}{sqrt{sum_{r=1}^t(g_r)^2+epsilon}}epsilon用来保证分母非0

特点:

  • 前期g_t较小的时候, regularizer较大,能够放大梯度
  • 后期g_t较大的时候,regularizer较小,能够约束梯度
  • 适合处理稀疏梯度

Adadelta:

Adadelta

Adadelta是对Adagrad的扩展,最初方案依然是对学习率进行自适应约束,但是进行了计算上的简化。 Adagrad会累加之前所有的梯度平方,而Adadelta只累加固定大小的项,并且也不直接存储这些项,仅仅是近似计算对应的平均值。即:

n_t=
u*n_{t-1}+(1-
u)*g_t^2

Delta{	heta_t} = -frac{eta}{sqrt{n_t+epsilon}}*g_t

在此处Adadelta其实还是依赖于全局学习率的,但是作者做了一定处理,经过近似牛顿迭代法之后:

E|g^2|_t=
ho*E|g^2|_{t-1}+(1-
ho)*g_t^2

Delta{x_t}=-frac{sqrt{sum_{r=1}^{t-1}Delta{x_r}}}{sqrt{E|g^2|_t+epsilon}}

其中,E代表求期望。

此时,可以看出Adadelta已经不用依赖于全局学习率了。

特点:

  • 训练初中期,加速效果不错,很快
  • 训练后期,反复在局部最小值附近抖动

RSMprop:

RMSprop可以算作Adadelta的一个特例:


ho=0.5时,E|g^2|_t=
ho*E|g^2|_{t-1}+(1-
ho)*g_t^2就变为了求梯度平方和的平均数。

如果再求根的话,就变成了RMS(均方根):

RMS|g|_t=sqrt{E|g^2|_t+epsilon}

此时,这个RMS就可以作为学习率eta的一个约束:

Delta{x_t}=-frac{eta}{RMS|g|_t}*g_t

特点:

  • 其实RMSprop依然依赖于全局学习率
  • RMSprop算是Adagrad的一种发展,和Adadelta的变体,效果趋于二者之间
  • 适合处理非平稳目标 - 对于RNN效果很好

参考资料:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/22252270

原文地址:https://www.cnblogs.com/earendil/p/8915657.html