降低损失 (Reducing Loss):学习速率

如上所述,梯度矢量同时具有方向和大小。梯度下降法算法会将梯度乘以称为“学习速率”(有时也称为“步长”)的标量,以确定下一个点。例如,如果梯度大小为 2.5 且学习速率为 0.01,则梯度下降法算法会选择距离前一个点 0.025 的下一个点。

超参数是编程人员在机器学习算法中用于调整的旋钮。大多数机器学习程序员都会花费大量时间来调整学习速率。如果您选择的学习速率过小,则学习将会花费太长时间:

同一 U 形曲线。很多点都彼此离得非常近,它们的轨迹朝着 U 底线前进,速度非常慢。

图 6. 学习速率过小。

相反,如果您指定的学习速率过大,则下一个点将永远在井底随意弹跳,就像量子力学实验大错一样:

同一 U 形曲线。这张图包含的点非常少。点的轨迹会跳过 U 形底部,然后再次跳回。

图 7. 学习速率过高。

每个回归问题都存在一个金发姑娘学习速率。“金发姑娘”值与损失函数的平坦程度有关。如果您知道损失函数的梯度较小,则可以放心地尝试较大的学习速率,以抵消小的梯度,从而产生较大的步长。

同一 U 形曲线。点的轨迹大约需要 8 步到达最低点。

图 8. 学习速率恰到好处。