深度學(xué)習(xí)中的優(yōu)化算法包括以下幾種:
1、一階優(yōu)化算法
隨機(jī)梯度下降(SGD):每次僅使用一個或幾個樣本來更新模型參數(shù),計(jì)算速度快,但更新方向可能不準(zhǔn)確。
動量法(Momentum):在 SGD 的基礎(chǔ)上引入了動量的概念,可以加速收斂并減少震蕩。
牛頓動量法(Nesterov 動量):對動量法進(jìn)行了改進(jìn),進(jìn)一步提高了收斂速度和穩(wěn)定性。
AdaGrad(自適應(yīng)梯度):為每個參數(shù)分配不同的學(xué)習(xí)率,對于稀疏數(shù)據(jù)效果較好,但在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時可能會遇到學(xué)習(xí)率過小的問題。
RMSProp(均方差傳播):也是一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)率的方法,相比 AdaGrad 更加穩(wěn)定。
Adam(帶動量的 RMSProp):結(jié)合了動量法和 RMSProp 的優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前深度學(xué)習(xí)中最常用的優(yōu)化算法之一。
Nadam:對 Adam 的改進(jìn),進(jìn)一步提高了收斂性能。
2、二階優(yōu)化算法
牛頓法:利用損失函數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)(即 Hessian 矩陣)來確定最優(yōu)的搜索方向,收斂速度較快,但計(jì)算復(fù)雜度高,且對初始點(diǎn)要求較高。
擬牛頓法:通過迭代的方式近似求解 Hessian 矩陣,降低了計(jì)算復(fù)雜度,常見的擬牛頓法有 BFGS、L - BFGS 等。
共軛梯度法(CG):一種用于求解大型稀疏線性方程組的迭代方法,也可以用于優(yōu)化問題。
3、自適應(yīng)優(yōu)化算法
AdaDelta:與 AdaGrad 類似,但使用了窗口內(nèi)的梯度平方平均值來代替所有的梯度平方和。
AdaMax:結(jié)合了 AdaGrad 和 RMSProp 的優(yōu)點(diǎn),既考慮了梯度的大小,又考慮了梯度的方向。
Lookahead:將動量法與 Adam 結(jié)合,提高了收斂速度和穩(wěn)定性。
LAMBDA:對 Adam 進(jìn)行改進(jìn),減少了對內(nèi)存的需求,同時提高了訓(xùn)練的穩(wěn)定性。
Ranger:在 Adam 的基礎(chǔ)上引入了一種新的權(quán)重調(diào)整機(jī)制,可以進(jìn)一步提高收斂速度和穩(wěn)定性。
YOGI:一種基于 Lookahead 的優(yōu)化器,通過在動量更新和參數(shù)更新之間引入額外的步驟來提高收斂性能。
4、其他優(yōu)化算法
遺傳算法:模擬生物進(jìn)化過程中的選擇、交叉、變異等操作,來搜索最優(yōu)解,適用于復(fù)雜的優(yōu)化問題。
蟻群算法:模擬螞蟻覓食過程中的信息傳遞機(jī)制,來解決組合優(yōu)化問題。
粒子群優(yōu)化算法:通過模擬鳥群覓食的行為,來搜索最優(yōu)解,具有全局搜索能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
模擬退火算法:來源于物理中的退火過程,通過控制溫度的下降來逐漸逼近最優(yōu)解。
貝葉斯優(yōu)化算法:基于概率模型的優(yōu)化方法,適用于黑盒函數(shù)的優(yōu)化。