batch
深度学习的优化算法,说白了就是梯度下降。按照损失函数的计算规模和每次的参数更新分类有三种方式。
批梯度下降(BGD——Batch gradient descent)
损失函数计算:遍历全部数据集算一次损失函数,然后算函数对各个参数的梯度,更新梯度。
特点:每更新一次参数都要把数据集里的所有样本都看一遍,计算量开销大,计算速度慢,不支持在线学习。
随机梯度下降(SGD——stochastic gradient descent)
损失函数计算:每看一个数据就算一下损失函数,然后求梯度更新参数。
特点:速度比较快,但是收敛性能不太好,可能在最优点附近晃来晃去,hit 不到最优点。两次参数的更新也有可能互相抵消掉,造成目标函数震荡的比较剧烈。
小批梯度下降(mini-batch gradient decent)
为了克服两种方法的缺点,现在一般采用的是一种折中手段。
损失函数计算:把数据分为若干个批,按批来更新参数,这样,一个批中的一组数据共同决定了本次梯度的方向,下降起来就不容易跑偏,减少了随机性。另一方面因为批的样本数与整个数据集相比小了很多,计算量也不是很大。
iterations
iterations(迭代):每一次迭代都是一次权重更新,每一次权重更新需要 batch_size 个数据进行 Forward 运算得到损失函数,再 BP 算法更新参数。1 个 iteration 等于使用 batchsize 个样本训练一次。
epochs
epochs 被定义为向前和向后传播中所有批次的单次训练迭代。这意味着 1 个周期是整个输入数据的单次向前和向后传递。简单说,epochs 指的就是训练过程中数据将被“轮”多少次。
三者之间的关系
训练集有 1000 个样本,batch_size = 10,那么训练完整个样本集需要: 100 次 iteration,1 次 epoch。
具体的计算公式为:
one epoch = numbers of iterations = N = 训练样本的数量 / batch_size