
本文共 933 字,大约阅读时间需要 3 分钟。
科研过程中我们常会使用梯度下降法来优化模型参数,这种方法的收敛速度直接关系到计算效率。代码中的某一部分正是我们对一个具体优化问题的尝试:通过实施梯度下降算法,来拟合给定数据。
在这段代码中,首先我们设置了n=50,即总共有50个数据点。s=1000是一个偏置常数。x=linspace(-3,3,n)生成了一个从-3到3的等距序列,步长为0.02。pix=pix这一步将每个x值乘以π,用于构建正弦函数。y=sin(pix)+0.1x+0.05randn(n,1)则是生成了目标函数值,其中sin(pix)是非线性项,0.1x是线性项,randn(n,1)生成了加性噪声。
接着,我们定义了hh=2*(0.3)^2=0.18,这一步是((将方差缩放了一个系数)。t0是使用randn生成的随机初始值。e=0.1是学习率。在下面的循环中,我们随机选取一个索引i进行优化。ki=exp(-(x-i)^2/hh)计算的是基于高斯核的加权函数。
t的更新公式为:t = t0 - eki(ki'*t0 - y(i))。这里ki'*t0是梯度向量,(ki't0 - y(i))是误差项乘以权重,eki则是梯度下降的步长。
为了判断收敛性,我们使用了检查范数是否小于0.000001的条件(norm(t-t0)<0.000001)。如果满足这个条件,就终止优化过程。这个阈值需要根据具体情况合理调整。K=exp(-(repmat(X.^2,N,1)-2Xx')/hh是另一个高斯核函数,用于计算权重矩阵F=K*t。
在图形显示部分,figure(1); c1f定义了一种绘图风格,hold on则是防止图表覆盖。设置了坐标轴范围后,我们绘制了目标函数F随X的变化曲线,使用蓝色虚线表示,并用蓝色圆圈显示数据点。
梯度下降法的收敛速度不仅与学习率e有关,还与检查阈值norm(t-t0)<0.000001有关。如果合理调整这个阈值,可以在一定程度上提高收敛速度,但如何找到最优值需要通过模拟实验逐步优化。
整个过程通过代码实现了一个典型的梯度下降算法,参考了机器学习中的常见优化问题。通过对代码的解读,我们可以清楚地看到梯度下降法的基本工作原理,以及调整相关参数对收敛效果的影响。
发表评论
最新留言
关于作者
