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python做图像,梯度下降python编程实现

时间:2023-05-04 03:15:45 阅读:11998 作者:3956

在熟悉坡度之后,在查找函数最小值(或尽可能小的值)的位置的过程中,我们发现了坡度的线索。 这就是上一篇文章提到的坡度所具备的特征。

梯度法:通过不断地沿着梯度方向前进,逐渐减小函数值的过程,这就是梯度法。 梯度法是解决机器学习中优化问题的常用方法,尤其是神经网络学习中常用的迭代法

根据是根据目的求出最小值还是最大值,梯度法的叫法不同,求出最小值的梯度法称为梯度下降法gradient descent method,求出最大值的梯度法称为梯度上升法gradient ascent method,两者是损失函数的符号一般来说,梯度法

坡度法用公式表示。 的读数为xndxy或qjdy。

该表示更新量,是神经网络学习中被称为学习率(learning rate )的超级参数。 学习率决定一次学习应该学习多少,以及应该用多少程序更新参数。 无论这个值是太大还是太小,都到不了“好位置”,所以这个参数一般是边测试边调试的人工参数,用这个来说,现在就可以实现这个坡度下降了

defgradient_descent(f,init_x,lr=0.01,step_num=100 ) : ' ' '梯度下降法,f为优化函数init_x为初始值,lr学习率()

使用此函数求出f(x0,x1 )=x0x1的最小值

deffunc(x ) : returnx [0] * * 2x [1] * * 2x=NP.array (-3.0,4.0 ) ) print ) gradient_descent ) func,ininion 0 ),即使lr过大或过小,也不能得到良好的结果print(gradient_descent(func,init_x=NP.aaadd ) step_num=100 )

为了直观地查看图元,修改坡度法函数,用于保存坡度的原始数据并指向极小值,以便在一个点上识别每次迭代!

defgradient_descent_history(f,init_x,lr=0.01,step_num=100 ) : " '坡度下降法, 此外,还保存坡度源数据(' ' x=init _ xx _ history=[ ] foriinrange (step _ num ) : x _ history.append (x.copy ) ) ) NP.array(x_history ) importmatplotlib.pylabaspltinit _ x=NP.array ([-8.0,6.0 ] init _ x,0.1,20 ) PLT . 0 )点)的绿色虚线PLT .同样,x _ history [ :1 ]是第二列的PLT.plot [ x _ history [ 3360,0 ],x _ history [ :1 ],

下一个中心差分函数出现在上一篇文章中,放置它很容易浏览。

def _ numerical _ gradient _ no _ batch (f, x ) :h=1e-4# 0.0001grad=NP.zeros_like ) x )产生类似x.shape的阵列的偏导数forIinrange(x.size ) :tmp=x(I ) x (I )=float ) tmp 还原值returngraddefnumerical _ gradient (f,x ) : ' ' '中心差分梯度' ' ifx.ndim==1: return _ numerical _ gradim x ) efx

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