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(gè)或幾個(gè)樣本來(lái)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(dòng)量法(Momentum):在 SGD 的基礎(chǔ)上引入了動(dòng)量的概念,可以加速收斂并減少震蕩。
牛頓動(dòng)量法(Nesterov 動(dòng)量):對(duì)動(dòng)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(gè)參數(shù)分配不同的學(xué)習(xí)率,對(duì)于稀疏數(shù)據(jù)效果較好,但在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)可能會(huì)遇到學(xué)習(xí)率過(guò)小的問(wèn)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(dòng)量的 RMSProp):結(jié)合了動(dòng)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(duì) 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(lái)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(duì)初始點(diǎn)要求較高。
擬牛頓法:通過(guò)迭代的方式近似求解 Hessian 矩陣,降低了計(jì)算復(fù)雜度,常見(jiàn)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(wèn)題。
3、自適應(yīng)優(yōu)化算法
AdaDelta:與 AdaGrad 類(lèi)似,但使用了窗口內(nèi)的梯度平方平均值來(lái)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(dòng)量法與 Adam 結(jié)合,提高了收斂速度和穩(wěn)定性。
LAMBDA:對(duì) Adam 進(jìn)行改進(jìn),減少了對(duì)內(nèi)存的需求,同時(shí)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(guò)在動(dòng)量更新和參數(shù)更新之間引入額外的步驟來(lái)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(guò)程中的選擇、交叉、變異等操作,來(lái)搜索最優(yōu)解,適用于復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。
蟻群算法:模擬螞蟻覓食過(guò)程中的信息傳遞機(jī)制,來(lái)解決組合優(yōu)化問(wèn)題。
粒子群優(yōu)化算法:通過(guò)模擬鳥(niǎo)群覓食的行為,來(lái)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(lái)源于物理中的退火過(guò)程,通過(guò)控制溫度的下降來(lái)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。