Как можно ускорить сходимость в градиентных методах настройки нейронных сетей?
Ответ
Задача оптимизатора — сделать функцию потерь как можно меньше, чтобы найти подходящие параметры для выполнения определенной задачи. В настоящее время основными оптимизаторами, используемыми при обучении моделей, являются SGD, RMSProp, Adam, AdaDelt и так далее. Оптимизаторы SGD с импульсом широко используются в научных кругах и промышленности, поэтому большинство выпускаемых моделей обучаются с помощью оптимизатора SGD с импульсом. Но у SGD-оптимизатора с импульсом есть два недостатка: во-первых, скорость сходимости низкая, во-вторых, трудно установить начальную скорость обучения, однако, если начальная скорость обучения установлена
правильно, а модели обучены в достаточном количестве итераций. , модели, обученные SGD с помощью импульса, могут достигать более высокой точности по сравнению с моделями, обученными другими оптимизаторами. Некоторые другие оптимизаторы с адаптивной скоростью обучения, такие как Adam, RMSProp и т. д., стремятся сходиться быстрее, но окончательная точность сходимости будет немного хуже.
==========================
Концепция скорости обучения: скорость обучения — это гиперпараметр для управления скоростью обучения, чем ниже скорость обучения, тем медленнее изменяется значение потерь, хотя использование низкой скорости обучения может гарантировать, что вы не пропустите ни один локальный минимум, но это также означает, что скорость конвергенции медленная, особенно когда градиент попадает в область градиентного плато.
=========================
Нейронные сети глубокого обучения обучаются с использованием алгоритма стохастического градиентного спуска.
Стохастический градиентный спуск — это алгоритм оптимизации, который оценивает градиент ошибки для текущего состояния модели, используя примеры из обучающего набора данных, а затем обновляет веса модели, используя алгоритм обратного распространения ошибок, называемый просто обратным распространением.
Величина, на которую веса обновляются во время обучения, называется размером шага или «скоростью обучения».
============================
Задача обучения нейронных сетей глубокого обучения заключается в тщательном выборе скорости обучения. Это может быть самый важный гиперпараметр для модели.
Стратегия снижения скорости обучения: Во время обучения, если мы всегда используем одну и ту же скорость обучения, мы не можем получить модель с максимальной точностью, поэтому скорость обучения следует регулировать во время обучения. На ранней стадии обучения веса находятся в состоянии случайной инициализации, а градиенты имеют тенденцию к снижению, поэтому мы можем установить относительно большую скорость обучения для более быстрой сходимости. На поздней стадии обучения веса близки к оптимальным значениям, оптимальное значение не может быть достигнуто при относительно большой скорости обучения, поэтому следует использовать относительно меньшую скорость обучения. Во время обучения многие исследователи используют стратегию снижения скорости обучения piecewise_decay, которая представляет собой пошаговое снижение скорости обучения. Например, при обучении ResNet50 начальная скорость обучения, которую установили, равна 0,1, и скорость обучения падает до 1/10 каждые 30 эпох, общее количество эпох для обучения равно 120. Помимо кусочного_распада, многие исследователи также предлагали другие способы уменьшить скорость обучения, например, polynomial_decay, exponential_decay и cosine_decay и т. д.
ResNet50 — это вариант модели ResNet, который имеет 48 слоев свертки, а также 1 слой MaxPool и 1 средний пул. Он имеет 3,8 x 10 ^ 9 операций с плавающей запятой. Это широко используемая модель ResNet и ее архитектура хорошо известна.
Смотри также
https://informatics-ege.blogspot.com/2022/06/deep-learning-neural-networks-trained.html
➡️
Подробнее
@machinelearning_interview