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小批量梯度下降法

小批量梯度下降法(Mini-batch Gradient Descent, MBGD)是梯度下降算法的一種變種,它結合了批量梯度下降(Batch Gradient Descent, BGD)和隨機梯度下降(Stochastic Gradient Descent, SGD)的優點。

在批量梯度下降中,每次疊代都使用所有訓練樣本計算損失函式的梯度,這樣可以保證每一步都準確地向極值點方向趨近,但對於大規模數據集,這種方法的計算成本很高。

隨機梯度下降則在每次疊代中僅使用一個樣本計算梯度,大大加快了訓練速度,但它可能導致模型在局部最優解附近震盪,難以收斂到全局最優解。

小批量梯度下降法則在每次疊代中使用一部分訓練樣本(即小批量)來計算梯度,這樣可以平衡計算成本和模型更新的穩定性。這種方法既保持了訓練速度,又提高了收斂的準確性。在實際套用中,小批量的尺寸通常在50到256之間,具體數值可能因套用而異。

小批量梯度下降通過將數據分為多個小批量,模擬了批量梯度下降的穩定性,同時也保持了隨機梯度下降的高效性,使得模型能夠在不同規模的數據集上都能取得良好的效果。