RMSProp(Root Mean Square Propagation)是一种自适应学习率的优化算法,常用于训练神经网络和其他机器学习模型。其主要思想是通过调整每个参数的学习率来加速收敛,特别是在处理非平稳目标时。以下是RMSProp的基本过程:

  1. 初始化参数:

    • 初始化参数 θ 和均方根平方和 s。
    • 初始化学习率 α 和衰减率 γ。
  2. 计算梯度:

    • 计算损失函数对参数 θ 的梯度 g。
  3. 更新均方根平方和:

    • 计算均方根平方和 s = γ * s + (1 - γ) * g^2。
  4. 更新参数:

    • 更新参数 θ = θ - α * g / sqrt(s + ε),其中 ε 是一个很小的正数(如 1e-8),以防止分母为零。
  5. 重复步骤 2-4,直到达到预定的迭代次数或满足停止条件。

RMSProp通过动态调整学习率,使得在梯度较大的方向上学习率较小,而在梯度较小的方向上学习率较大,从而加速收敛。

代码实现:

def rmsprop_linear_regression(X, y, learning_rate, decay_rate, epochs):
    m, n = X.shape
    theta = np.zeros((n, 1))
    s = np.zeros((n, 1))
    for _ in range(epochs):
        y_pred = np.dot(X, theta)  # 计算预测值
        error = y_pred - y  # 计算误差
        gradient = (1 / m) * np.dot(X.T, error)  # 计算梯度
        s = decay_rate * s + (1 - decay_rate) * gradient ** 2  # 更新平方和
        theta -= learning_rate * gradient / np.sqrt(s + 1e-8)  # 更新参数
    return np.round(theta.flatten(), 2).tolist()