梯度下降算法_神经网络梯度下降算法
神经网络梯度下降算法
2018, SEPT 13
梯度下降(Gradient Descent) 是神经网络比较重要的部分,因为我们通常利用梯度来利用Cost function(成本函数) 进行backpropagation(反向传播) 不断地iteration,更新权重,偏置参数找到损失最低点,然后最终使我们的模型达到更优的效果。
那么梯度下降算法是怎么运作的呢,那就要从Cost function 的计算来谈起,那么Cost function 是什么呢,其实Cost function就是在一次forward propagation时,对所有example的loss function求和。
在这里我们引入一个交叉熵(cross entropy)成本函数:
主要以二分类为例,公式中的y就是train data的label(0,1) ,而a就是前向传播中神经元的值
σ也就是某一种激活函数,介绍完这些我们需要的东西,那么我们就可以开始进行反向传播梯度下降了。
一个简单梯度前向反向传播的的计算图如下所示:
然后图片中会有很多如
这样的公式。
这个是微积分中的链式法则(chain rule),具体不展开解释,既然学习Marchine learning,Deep Learning不会点微积分是不是有点说不过去了,嘿嘿。
接下来,直接上代码:
a = 1
b = 2
c = 3#u,v,J假设是一个神经元
u = a * b
v = a * b + c
J = 2 * (v + b)print(u, v, J)#接下去就是疯狂的chain rule了呀
#dv = dJ / dv
dv = 2
#du = dJ / du = dJ / dv * dv / du
du = 2 * 1
#db = dJ / db = dJ / du * du / db
db = 1 * du
#da = dJ / da = dJ / du * du / da
da = du * b
#dc = dJ / dc = dJ / dv * dv / dc
dc = dv * 1print("dv =", dv)
print("du =", du)
print("dc =", dc)
print("db =", db)
print("da =", da)
经过梯度下降算法能得出的每一个parameter的数值,最后只需要执行一下公式便可以完成参数的update,实现Gradient descent algorithm
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