cs231n--正则化与优化

Regularization 正则化

Optimization 优化

• batch 是一次运行的所有数据集，每次只更新一次梯度下降，计算很慢。

BGD 批梯度下降

batch gradient descent BGD 对整个数据总体的loss评估进行参数更新，由于需要扫描完整个数据机才做一次更新，所以收敛速度会很慢

输出的结果实际上是对所有的训练样本对W求梯度 dw，之后再对所有样本的dw求平均的结果。

SGD 随机梯度下降

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。

• 训练速度快，收敛快
• 不一定是最优解

MGD Mini-batch gradient descent

结合上述两种方案的折中形式

• 将整个数据集分割成较小的批量 mini-batch，每个mini-batch分别做损失估计，以及参数更新，能提高训练的收敛速度
• 计算的mini-batch的梯度，实际上得到的梯度是mini-batch 样本的求得的梯度均值。