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:
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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。
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计算梯度:
- 计算损失函数对参数 θ 的梯度 g。
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更新均方根平方和:
- 计算均方根平方和 s = γ * s + (1 - γ) * g^2。
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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。
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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()