梯度下降方法是一種用於最佳化問題的疊代算法,主要用於找到函式(如損失函式)的局部最小值。其核心思想是在每一步疊代中,按照函式在當前點梯度的反方向更新參數,以逐步降低函式的值。
梯度下降方法的基本步驟如下:
初始化參數。隨機選擇模型參數的起始值。
計算代價函式。定義一個代價函式,通常是損失函式和正則化項的和。
計算梯度。對代價函式求導(即計算梯度),以確定函式增長最快的方向。
更新參數。根據梯度信息,按照一定的學習率調整模型參數,學習率控制每次調整的步長。
疊代最佳化。重複上述步驟,直到滿足停止條件(如達到最大疊代次數或代價函式的變化小於某個閾值)。
梯度下降方法的變種包括:
批量梯度下降(Batch Gradient Descent):在每次疊代中使用所有訓練數據計算梯度。
隨機梯度下降(Stochastic Gradient Descent):在每次疊代中隨機選擇一個樣本計算梯度。
小批量梯度下降(Mini-Batch Gradient Descent):在每次疊代中選擇一個小批量樣本計算梯度。
動量梯度下降(Momentum Gradient Descent):利用之前的梯度信息調整當前梯度方向。
自適應梯度下降(Adaptive Gradient Descent):根據歷史梯度信息自適應調整學習率。
這些方法在不同的套用場景和需求下各有優勢和適用性。