機器學習筆記

神經元

神經網絡的基本模型是神經元还蹲,神經元的基本模型就是數(shù)學中的乘、加運算:


神經元

y=x_1 w_1 + x_2 w_2

神經網絡

兩層的神經網絡(一個隱藏層)

a^{(1)}=XW^{(1)} \\ y=a^{(1)}W^{(2)}
更進一步地宇驾,過激活函數(shù)f以提高表現(xiàn)力的神經元模型:
f(\sum_i x_iw_i+b)
常用的激活函數(shù)有:

  • relu
  • sigmoid
  • tanh

損失函數(shù)loss

計算得到的預測值y與已知答案y_的差距:

  • 均方誤差MSE
  • 自定義損失函數(shù):根據(jù)問題的實際情況
  • 交叉熵CE(Cross Entropy)

反向傳播訓練中湿故,以減小loss值為優(yōu)化目標,有梯度下降僵芹,momentum優(yōu)化器adam優(yōu)化器等優(yōu)化方法小槐。

學習率

決定每次參數(shù)更新的幅度拇派。在訓練過程中,參數(shù)的更新向著損失函數(shù)梯度下降的方向凿跳。參數(shù)更新的公式為:
w_{n+1}=w_n-learning\_rate \Delta

  • 指數(shù)衰減學習率:
    learning\_rate=LEARNING\_RATE\_BASE * LEARNING\_RATE\_DECAY * \frac{global\_step}{LEARNING\_RATE\_BATCH\_SIZE}
    其中件豌,LEARNING\_RATE\_BASE為學習率初始值(如0.1),LEARNING\_RATE\_DECAY為學習率衰減率(如0.99)控嗜,global\_step記錄了當前訓練輪數(shù)茧彤,LEARNING\_RATE\_BATCH\_SIZE表示喂入多少輪BATCH\_SIZE后,更新一次學習率(一般設為:總樣本數(shù)/BATCH\_SIZE)疆栏。

滑動平均

記錄一段時間內模型中所有參數(shù)wb各自的平均值曾掂。利用滑動平均值可以增強模型的泛化能力。計算公式:
影子=衰減率*影子 + (1-衰減率)*參數(shù)
其中壁顶,衰減率=min\{MOVING\_AVERAGE\_DECAY, \frac{1+輪數(shù)}{10+輪數(shù)}\}珠洗,影子初值=參數(shù)初值MOVING\_AVERAGE\_DECAY表示滑動平均衰減率若专,一般會賦接近1的值许蓖。

正則化

在損失函數(shù)中給每個參數(shù)w加上權重,引入模型復雜度指標调衰,從而抑制模型噪聲膊爪,減小過擬合:
loss = loss(y與y\_) + REGULARIZER*loss(w)
其中,第一項是預測結果與標準答案之前的差距(如交叉熵窖式、均方誤差)蚁飒;第二項是正則化計算結果动壤。

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