深度学习概念
1. SGD相关
- one epoch:所有的训练样本完成一次Forword运算以及一次BP运算
- batch size:一次Forword运算以及BP运算中所需要的训练样本数目,其实深度学习每一次参数的更新所需要损失函数并不是由一个{data:label}获得的,而是由一组数据加权得到的,这一组数据的数量就是[batch size]。当然batch size 越大,所需的内存就越大,要量力而行
- iterations(迭代):每一次迭代都是一次权重更新,每一次权重更新需要batch size个数据进行Forward运算得到损失函数,再BP算法更新参数。
- 最后可以得到一个公式:
one epoch = numbers of iterations = N = 总的训练样本的数量/batch size
epoch可以翻译成“期”。比如一共1000个样本,每个样本依次用来训练这个神经网络,当这1000个样本都被用过一遍之后,我们就说完成了一期训练。如果设置epoch=5,意思就是说把这个神经网络进行了五期训练。
一个epoch就是把整个训练集过一遍。
如果是用sgd的话(每次随机选取样本),每训练1000个随机样本就是一个epoch。
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批量梯度下降法(Batch Gradient Descent,简称BGD)是梯度下降法最原始的形式,它的具体思路是在更新每一参数时都使用所有的样本来进行更新
从上面公式可以注意到,它得到的是一个全局最优解,但是每迭代一步,都要用到训练集所有的数据,如果样本数目mm很大,那么可想而知这种方法的迭代速度!所以,这就引入了另外一种方法,随机梯度下降。
优点:全局最优解;易于并行实现;
缺点:当样本数目很多时,训练过程会很慢。
从迭代的次数上来看,BGD迭代的次数相对较少。其迭代的收敛曲线示意图可以表示如下:
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随机梯度下降法SGD
由于批量梯度下降法在更新每一个参数时,都需要所有的训练样本,所以训练过程会随着样本数量的加大而变得异常的缓慢。随机梯度下降法(Stochastic Gradient Descent,简称SGD)正是为了解决批量梯度下降法这一弊端而提出的。
随机梯度下降是通过每个样本来迭代更新一次,如果样本量很大的情况(例如几十万),那么可能只用其中几万条或者几千条的样本,就已经将theta迭代到最优解了,对比上面的批量梯度下降,迭代一次需要用到十几万训练样本,一次迭代不可能最优,如果迭代10次的话就需要遍历训练样本10次。但是,SGD伴随的一个问题是噪音较BGD要多,使得SGD并不是每次迭代都向着整体最优化方向。
优点:训练速度快;
缺点:准确度下降,并不是全局最优;不易于并行实现。
从迭代的次数上来看,SGD迭代的次数较多,在解空间的搜索过程看起来很盲目。其迭代的收敛曲线示意图可以表示如下:
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小批量梯度下降法MBGD
MBGD在每次更新参数时使用b个样本(b一般为10),其具体的伪代码形式为:
有上述的两种梯度下降法可以看出,其各自均有优缺点,那么能不能在两种方法的性能之间取得一个折衷呢?即,算法的训练过程比较快,而且也要保证最终参数训练的准确率,而这正是小批量梯度下降法(Mini-batch Gradient Descent,简称MBGD)的初衷。
- 总结一下:
Batch gradient descent: Use all examples in each iteration;
Stochastic gradient descent: Use 1 example in each iteration;
Mini-batch gradient descent: Use b examples in each iteration.
2. RNN
3. 各种层的概念
拿大神经科学家 和 于 年提出猫的初级视皮层中单个神经元的“感受野”( )概念,紧接着于 年发现了猫的视觉中枢里存在感受野、双目视觉和 其他功能结构,标志着神经网络结构首次在大脑视觉系统中被发现。
https://www.youtube.com/watch?v=Ukgii7Yd_cU