大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于神经网络优化器的问题,于是小编就整理了5个相关介绍神经网络优化器的解答,让我们一起看看吧。
神经网络的优化算法有哪些?
可以参照各大深度学习框架里的优化器。比如我常用的tensorflow
貌似基本上都是基于梯度下降吧,梯度下降,随机剃度下降,动量剃度下降,牛顿法,拟牛顿法。。。好多呢,基本上都是为了解决避免收敛与局部极小值点,或者是自适应学习速率,才衍生出这么多算法的吧。。。我不专业。。。。
在机器学习中,为了优化目标函数,就需要设计合适的优化算法,来即准确又有效率的实现最优化。常用的有一阶优化算法梯度下降法,二阶的优化算法有牛顿法等。
而对于神经网络,特别深度神经网络,由于其结构复杂,参数众多等等。比起传统的机器学习方法,优化起来十分困难,因此人们就提出了各种神经网络的优化算法。
神经网络中优化中最重要的思想就是梯度信息的反向传播。具体的步骤就是:先通过正向传播,由输入得到预测结果,然后把预测结果和真实结果之间的残差(可以是均方差、交叉熵等),根据链式求导法则,将梯度反向传导到各个参数中,来对参数进行更新。
最常用的就是随机梯度下降(SGD)的方法,如下面的公式所示:
参数更新的方式就是当前值减去学习率乘以当前参数的梯度。
随机梯度下降这种方式更新方式简单直接,在小数据集以及简单的网络结构中常常使用。但是对于复杂网络如CNN、RNN等,SGD的方***导致优化时波动很大,收敛的速度很慢,而且容易陷入局部最优。这时就需要对其进行进一步的改进和优化。
主要从两方面来优化:自适应的学习率以及更准确的梯度方向。
1. 更准确的梯度
神经网络芯片排行榜?
以下是一些当前市场上较为知名的神经网络芯片:
1. NVIDIA Tesla V100:NVIDIA的旗舰GPU,专为深度学习而设计,具有高性能和低功耗。
2. Google TPU:Google的Tensor Processing Unit,是一种专门为TensorFlow优化的ASIC芯片,用于加速深度学习推理。
3. Intel Nervana:Intel的深度学习加速器,具有高性能和低功耗,适用于训练和推理。
4. Qualcomm AI Engine:Qualcomm的AI引擎,是一种集成了CPU、GPU和DSP的芯片,用于加速深度学习应用。
bp神经网络优缺点?
多层前向BP网络的优点:
网络实质上实现了一个从输入到输出的映射功能,而数学理论已证明它具有实现任何复杂非线性映射的功能。这使得它特别适合于求解内部机制复杂的问题;
网络能通过学习带正确答案的实例集自动提取“合理的”求解规则,即具有自学习能力;网络具有一定的推广。
缺点:BP算法的学习速度很慢,其原因主要有:由于BP算法本质上为梯度下降法,而它所要优化的目标函数又非常复杂,因此,必然会出现“锯齿形现象”,这使得BP算法低效;
存在麻痹现象,由于优化的目标函数很复杂,它必然会在神经元输出接近0或1的情况下,出现一些平坦区,在这些区域内,权值误差改变很小,使训练过程几乎停顿;为了使网络执行BP算法,不能用传统的一维搜索法求每次迭代的步长,而必须把步长的更新规则预先赋予网络,这种方法将引起算法低效。
人工神经网络的本质(物理或数学意义)是什么?
看了几个回答,都不错,不过问题问的是“数学本质”,我觉得回答们似乎都太“技术性”了。
Deep Learning 的数学本质在我看来异常简单,就是两个基本的数学问题:找特征,求极值。
这个“特征”就是数学里常说的特征值,特征方程,特征向量… 都一样,一般来说“特征”就是反映一种函数的“不变性”。
最简单的,一张照片里光线好不好?有没有明显的边界?前者可以定义一个特征值:亮度的均值。后者可以定义另一个特征值:梯度。
以往传统的机器学习理论,这样的特征需要算法设计者去“想出来”,这就像解几何题,你得想出怎么画***线。想不出来,你就解不出题。
(1)非局限性因为人工神经网络的整个识别过程是基于全部输入神经元以及阈值等共同决定的。神经元之间的联系结构是图形结构'应,各神经元之间彼此作用,相互影响,人工神经网络自适应的模拟训练中常常就是对类比与大脑的神经元之间的对信息相互作用、提取特征、最终联想的过程。
(2)非线性自然界中事物的普遍联系都是非线性的,并不是简单因素的加权组合,也就不能用用简单的线性组合来刻划彼此因素事件间的关联。人工神经网络是模拟大脑的各神经元对事物识别记忆的原理。可以通过自适应,自我修复的过程实现对事物的判断。根据具体的应用设置适当的阈值往往会使得训练过程更加的趋于收敛,具有更好的性能,同时往往更好的收敛并能在容错性和存储容量上有很大的提高。
(3)非凸性人工神经网络因为在自适应的训练过程中,其训练过程中的自适应过程常受特定的状态函数影响。此函数因为是非凸性,导致可能存在不同的极值点,就有可能在训练过程中陷入局部收敛从而导致结果不理想,也就是说存在收敛过快的情况,系统训练结果可能存在演化多样性。
(4)非常定性人工神经网络因具有较强的自适应、自学习能力,能够在处理信息的过程中不断地改变自身的值。
数学的角度看,网络[_a***_]本质上是函数的表示模型,学习的过程就是通过数据匹配实现函数建模的过程,实现数据的逼近或拟合。网络模型的结构和规模决定模型的表示能力,表示能力越强,建模需要的数据规模也越大,或者学习利用数据能力越强,同时学习需要的计算***也会越多。显然,深度学习实现的网络模型就是可以利用大数据实现丰富表示能力的函数建模。
从数学的角度讲,人工神经网络的本质从机器学习的过程可理解为通过参数求最佳解得过程。同样也是一个负反馈的过程,以最简单的负反馈神经网络bp神经网络(back propagation)为例,其本质可以形象的理解为这样一个过程:
我们***设这个刚搭建的好的机器人叫“小明”(***设他刚出生),他的硬件软件等我们不需要考虑的部分全部是最先进的,小明的大脑里现在是最纯净的,除了一个学习的算法什么都没有,就像一个刚出生的婴儿一样。
现在,小明饿了,想吃东西。那么如何才能吃到东西呢?在什么都不知道的情况下,小明开始探索如何才能不饿。他可能会伸手,或者笑、哭,于是母亲喂了他吃的,从逻辑上可以这么理解:
然后他每次饿了,都开始伸手-笑-哭,然后就有吃的了。突然,有一天他自己也不知道怎么搞的,直接哭了。然后---有吃的了!!!这时他才明白这一个逻辑:
这时候,机器人“小明“明白,其实达到一个目的很简单,但是需要不断尝试。
再后来,小明又饿了,这回他懒得动,稍微小哭了一下等吃的,结果妈妈没来喂他!这是为啥?然后他就哭的超级大声,妈妈看他这样子以为是病了,急冲冲的送她去诊所,结果啥病也没有,小明迷惑,这是为什么?逻辑可以这么理解:
可以这么理解,神经网络是一个超高维度的通过激励函数不断逼近的过程,可以理解为超高维度的曲线的拟合,其还是拓扑线性空间到拓扑线性空间的映射,是高次的泛函,所以本质上属于泛函方法
ai神经网络原理?
AI神经网络是一种模拟人类大脑神经网络行为的计算模型,它由多个相互连接的神经元(节点)组成,每个神经元都有权重和偏置值,网络中不同层之间的神经元权重不同,不同层之间的神经元间相连接的方式不同。其中神经元之间的关系是用数学中的矩阵和向量来表达的。
神经网络的基本原理就是建立各层之间的链接,并调整神经元的权重和偏置值,使神经网络输出的结果尽可能逼近真实结果,进而实现各种计算和学习任务。神经网络的训练过程,就是通过反向传播算法来逐次调整每个神经元的权重和偏置值,以达到优化网络输出结果的目的。
更具体地说,神经网络的架构可以分为输入层、隐藏层和输出层。输入层接收指定的输入数据,而隐藏层则是神经网络的核心部件,能够提取输入数据的特征,它们之间的连接权重是需要不断优化的;输出层则输出神经网络的结果。
在训练过程中,可以通过监督学习、强化学习和无监督学习等不同的方式来进行神经网络的学习和优化。训练出来的神经网络可以应用于分类、识别、预测、回归等多种任务,具有很强的泛化能力和应用前景。
到此,以上就是小编对于神经网络优化器的问题就介绍到这了,希望介绍关于神经网络优化器的5点解答对大家有用。