91超碰碰碰碰久久久久久综合_超碰av人澡人澡人澡人澡人掠_国产黄大片在线观看画质优化_txt小说免费全本

溫馨提示×

溫馨提示×

您好,登錄后才能下訂單哦!

密碼登錄×
登錄注冊×
其他方式登錄
點擊 登錄注冊 即表示同意《億速云用戶服務條款》

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

發布時間:2021-07-16 14:00:09 來源:億速云 閱讀:133 作者:小新 欄目:開發技術

小編給大家分享一下PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析,希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲,下面讓我們一起去探討吧!

線性模型

線性模型介紹

線性模型是很常見的機器學習模型,通常通過線性的公式來擬合訓練數據集。訓練集包括(x,y),x為特征,y為目標。如下圖:

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

將真實值和預測值用于構建損失函數,訓練的目標是最小化這個函數,從而更新w。當損失函數達到最小時(理想上,實際情況可能會陷入局部最優),此時的模型為最優模型,線性模型常見的的損失函數:

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

線性模型例子

下面通過一個例子可以觀察不同權重(w)對模型損失函數的影響。

#author:yuquanle
#data:2018.2.5
#Study of Linear Model
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x_data = [1.0, 2.0, 3.0]
y_data = [2.0, 4.0, 6.0]

def forward(x):
  return x * w

def loss(x, y):
  y_pred = forward(x)
  return (y_pred - y)*(y_pred - y)

w_list = []
mse_list = []

for w in np.arange(0.0, 4.1, 0.1):
  print("w=", w)
  l_sum = 0
  for x_val, y_val in zip(x_data, y_data):
    # error
    l = loss(x_val, y_val)
    l_sum += l
  print("MSE=", l_sum/3)
  w_list.append(w)
  mse_list.append(l_sum/3)

plt.plot(w_list, mse_list)
plt.ylabel("Loss")
plt.xlabel("w")
plt.show()

輸出結果:
w= 0.0
MSE= 18.6666666667
w= 0.1
MSE= 16.8466666667
w= 0.2
MSE= 15.12
w= 0.3
MSE= 13.4866666667
w= 0.4
MSE= 11.9466666667
w= 0.5
MSE= 10.5
w= 0.6
MSE= 9.14666666667

調整w,loss變化圖:

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

可以發現當w=2時,loss最小。但是現實中最常見的情況是,我們知道數據集,定義好損失函數之后(loss),我們并不會從0到n去設置w的值,然后求loss,最后選取使得loss最小的w作為最佳模型的參數。更常見的做法是,首先隨機初始化w的值,然后根據loss函數定義對w求梯度,然后通過w的梯度來更新w的值,這就是經典的梯度下降法思想。

梯度下降法

梯度的本意是一個向量,表示某一函數在該點處的方向導數沿著該方向取得最大值,即函數在該點處沿著該方向(此梯度的方向)變化最快,變化率最大(為該梯度的模)。

梯度下降是迭代法的一種,可以用于求解最小二乘問題(線性和非線性都可以)。在求解機器學習算法的模型參數,即無約束優化問題時,梯度下降(Gradient Descent)是最常采用的方法之一,另一種常用的方法是最小二乘法。在求解損失函數的最小值時,可以通過梯度下降法來一步步的迭代求解,得到最小化的損失函數和模型參數值。即每次更新參數w減去其梯度(通常會乘以學習率)。

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

#author:yuquanle
#data:2018.2.5
#Study of SGD


x_data = [1.0, 2.0, 3.0]
y_data = [2.0, 4.0, 6.0]

# any random value
w = 1.0

# forward pass
def forward(x):
  return x * w

def loss(x, y):
  y_pred = forward(x)
  return (y_pred - y)*(y_pred - y)

# compute gradient (loss對w求導)
def gradient(x, y):
  return 2*x*(x*w - y)

# Before training
print("predict (before training)", 4, forward(4))

# Training loop
for epoch in range(20):
  for x, y in zip(x_data, y_data):
    grad = gradient(x, y)
    w = w - 0.01 * grad
    print("\t grad: ",x, y, grad)
    l = loss(x, y)
  print("progress:", epoch, l)

# After training
print("predict (after training)", 4, forward(4))

輸出結果:
predict (before training) 4 4.0
   grad: 1.0 2.0 -2.0
   grad: 2.0 4.0 -7.84
   grad: 3.0 6.0 -16.2288
progress: 0 4.919240100095999
   grad: 1.0 2.0 -1.478624
   grad: 2.0 4.0 -5.796206079999999
   grad: 3.0 6.0 -11.998146585599997
progress: 1 2.688769240265834
   grad: 1.0 2.0 -1.093164466688
   grad: 2.0 4.0 -4.285204709416961
   grad: 3.0 6.0 -8.87037374849311
progress: 2 1.4696334962911515
   grad: 1.0 2.0 -0.8081896081960389
   grad: 2.0 4.0 -3.1681032641284723
   grad: 3.0 6.0 -6.557973756745939
progress: 3 0.8032755585999681
   grad: 1.0 2.0 -0.59750427561463
   grad: 2.0 4.0 -2.3422167604093502
   grad: 3.0 6.0 -4.848388694047353
progress: 4 0.43905614881022015
   grad: 1.0 2.0 -0.44174208101320334
   grad: 2.0 4.0 -1.7316289575717576
   grad: 3.0 6.0 -3.584471942173538
progress: 5 0.2399802903801062
   grad: 1.0 2.0 -0.3265852213980338
   grad: 2.0 4.0 -1.2802140678802925
   grad: 3.0 6.0 -2.650043120512205
progress: 6 0.1311689630744999
   grad: 1.0 2.0 -0.241448373202223
   grad: 2.0 4.0 -0.946477622952715
   grad: 3.0 6.0 -1.9592086795121197
progress: 7 0.07169462478267678
   grad: 1.0 2.0 -0.17850567968888198
   grad: 2.0 4.0 -0.6997422643804168
   grad: 3.0 6.0 -1.4484664872674653
progress: 8 0.03918700813247573
   grad: 1.0 2.0 -0.13197139106214673
   grad: 2.0 4.0 -0.5173278529636143
   grad: 3.0 6.0 -1.0708686556346834
progress: 9 0.021418922423117836
predict (after training) 4 7.804863933862125

反向傳播

但是在定義好模型之后,使用pytorch框架不需要我們手動的求導,我們可以通過反向傳播將梯度往回傳播。通常有二個過程,forward和backward:

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析

#author:yuquanle
#data:2018.2.6
#Study of BackPagation

import torch
from torch import nn
from torch.autograd import Variable

x_data = [1.0, 2.0, 3.0]
y_data = [2.0, 4.0, 6.0]

# Any random value
w = Variable(torch.Tensor([1.0]), requires_grad=True)

# forward pass
def forward(x):
  return x*w

# Before training
print("predict (before training)", 4, forward(4))

def loss(x, y):
  y_pred = forward(x)
  return (y_pred-y)*(y_pred-y)

# Training: forward, backward and update weight
# Training loop
for epoch in range(10):
  for x, y in zip(x_data, y_data):
    l = loss(x, y)
    l.backward()
    print("\t grad:", x, y, w.grad.data[0])
    w.data = w.data - 0.01 * w.grad.data
    # Manually zero the gradients after running the backward pass and update w
    w.grad.data.zero_()
  print("progress:", epoch, l.data[0])

# After training
print("predict (after training)", 4, forward(4))

輸出結果:
predict (before training) 4 Variable containing:
 4
[torch.FloatTensor of size 1]
   grad: 1.0 2.0 -2.0
   grad: 2.0 4.0 -7.840000152587891
   grad: 3.0 6.0 -16.228801727294922
progress: 0 7.315943717956543
   grad: 1.0 2.0 -1.478623867034912
   grad: 2.0 4.0 -5.796205520629883
   grad: 3.0 6.0 -11.998146057128906
progress: 1 3.9987640380859375
   grad: 1.0 2.0 -1.0931644439697266
   grad: 2.0 4.0 -4.285204887390137
   grad: 3.0 6.0 -8.870372772216797
progress: 2 2.1856532096862793
   grad: 1.0 2.0 -0.8081896305084229
   grad: 2.0 4.0 -3.1681032180786133
   grad: 3.0 6.0 -6.557973861694336
progress: 3 1.1946394443511963
   grad: 1.0 2.0 -0.5975041389465332
   grad: 2.0 4.0 -2.3422164916992188
   grad: 3.0 6.0 -4.848389625549316
progress: 4 0.6529689431190491
   grad: 1.0 2.0 -0.4417421817779541
   grad: 2.0 4.0 -1.7316293716430664
   grad: 3.0 6.0 -3.58447265625
progress: 5 0.35690122842788696
   grad: 1.0 2.0 -0.3265852928161621
   grad: 2.0 4.0 -1.2802143096923828
   grad: 3.0 6.0 -2.650045394897461
progress: 6 0.195076122879982
   grad: 1.0 2.0 -0.24144840240478516
   grad: 2.0 4.0 -0.9464778900146484
   grad: 3.0 6.0 -1.9592113494873047
progress: 7 0.10662525147199631
   grad: 1.0 2.0 -0.17850565910339355
   grad: 2.0 4.0 -0.699742317199707
   grad: 3.0 6.0 -1.4484672546386719
progress: 8 0.0582793727517128
   grad: 1.0 2.0 -0.1319713592529297
   grad: 2.0 4.0 -0.5173273086547852
   grad: 3.0 6.0 -1.070866584777832
progress: 9 0.03185431286692619
predict (after training) 4 Variable containing:
 7.8049
[torch.FloatTensor of size 1]
Process finished with exit code 0

看完了這篇文章,相信你對“PyTorch中梯度下降及反向傳播的示例分析”有了一定的了解,如果想了解更多相關知識,歡迎關注億速云行業資訊頻道,感謝各位的閱讀!

向AI問一下細節

免責聲明:本站發布的內容(圖片、視頻和文字)以原創、轉載和分享為主,文章觀點不代表本網站立場,如果涉及侵權請聯系站長郵箱:is@yisu.com進行舉報,并提供相關證據,一經查實,將立刻刪除涉嫌侵權內容。

AI

惠州市| 彰武县| 贺州市| 红安县| 绥滨县| 乃东县| 南昌市| 永仁县| 兴化市| 兴国县| 内黄县| 东至县| 祁东县| 都昌县| 保康县| 德昌县| 禹州市| 青冈县| 铁岭市| 扶风县| 海丰县| 蚌埠市| 河东区| 息烽县| 抚顺县| 油尖旺区| 都江堰市| 湖口县| 营山县| 涞源县| 武宣县| 镇原县| 哈巴河县| 奉贤区| 寿光市| 时尚| 灌南县| 唐海县| 德化县| 正镶白旗| 丽水市|