使用 Plain C++ 中的 Adam 进行梯度下降

主要观点:

  • 介绍了用于游戏开发者的纯 C++机器学习文章及视频版本,此篇文章是对其的后续,讲解 Adam 优化算法。
  • Adam 是改进梯度下降的流行且简单的方法,用于机器学习训练神经网络,有 4 个参数,通常只需调整 alpha。
  • Adam 通过保持导数的指数移动平均和导数平方的移动平均来调整学习率,以应对梯度下降中的挑战,如局部最小值和步长调整。
  • 给出了使用 Adam 调整导数的代码结构,还提到 Adam 不能给出最优步长值需手动调整学习率等特点。
  • 通过比较 Adam 和普通梯度下降在二维地形中的测试结果,发现两者差异不大,但 Adam 在高维度中更具优势。

关键信息:

  • 函数优化问题及梯度下降方法,小步长虽精确但计算浪费,大步长可能错过最小值。
  • Adam 的 4 个参数及作用:alpha(学习率)、Beta1(导数指数移动平均率)、Beta2(导数平方指数移动平均率)、Epsilon(防止除零)。
  • Adam 代码中 m 和 v 分别是导数和导数平方的移动平均,通过特定计算得到调整后的导数。
  • Adam 存在起始时 m 和 v 偏向零的偏差校正问题。
  • 测试结果显示 Adam 和普通梯度下降在二维情况下差异不明显,但 Adam 在高维度更灵活。

重要细节:

  • 代码中 m 的计算类似从 m 到导数的 lerp 操作,t 值为 0.1,v 类似但 t 值为 0.001。
  • Adam 调整学习率时不会给出具体最优值,还可结合随时间减小学习率的方法,但需再调整超参数。
  • 提供了相关论文、资源链接,如介绍 Adam 的论文、各种梯度下降相关概述及教程等。
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