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导致Nan's的梯度下降算法

梯度下降算法是一种常用的优化算法,用于求解函数的最小值或最大值。它通过迭代的方式,沿着函数的梯度方向逐步调整参数,以达到优化的目标。

导致NaN的梯度下降算法通常是由于以下几个原因:

  1. 学习率过大:学习率是梯度下降算法中的一个重要参数,用于控制每次迭代中参数的更新步长。如果学习率设置过大,可能导致参数更新过大,超过了函数的有效范围,从而导致计算结果溢出或出现NaN。
  2. 数据不合适:梯度下降算法通常需要大量的训练数据来进行参数更新。如果数据集中存在异常值、缺失值或不合理的数据,可能导致计算过程中出现NaN。
  3. 损失函数设计问题:梯度下降算法的优化目标是通过最小化损失函数来求解最优参数。如果损失函数存在问题,比如不可导或不连续的情况,可能导致梯度计算出错,进而导致NaN。

针对NaN的梯度下降算法,可以采取以下措施进行改进:

  1. 调整学习率:通过逐步减小学习率的方式,可以降低参数更新的步长,避免过大的更新导致NaN。可以尝试不同的学习率,并观察参数更新情况,选择合适的学习率。
  2. 数据预处理:对于存在异常值、缺失值或不合理数据的情况,可以进行数据清洗和预处理。例如,可以通过删除异常值、填充缺失值或进行数据归一化等方式,使得数据更加合适用于梯度下降算法。
  3. 检查损失函数:确保所使用的损失函数是可导和连续的,避免在计算梯度时出现问题。如果损失函数存在问题,可以尝试使用其他合适的损失函数或进行函数的修正。

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梯度下降算法

梯度下降算法 1.1 什么是梯度下降 ​ 在线性回归中,我们使用最小二乘法,能够直接计算损失函数最小值时参数值,但是,最小二乘法有使用限制条件,在大多数机器学习使用场景之下,我们会选择梯度下降方法来计算损失函数极小值...,首先梯度下降算法目标仍然是求最小值,但和最小二乘法这种一步到位、通过解方程组直接求得最小值方式不同,梯度下降是通过一种“迭代求解”方式来进行最小值求解,其整体求解过程可以粗略描述为,先随机选取一组参数初始值...找到山最低点,也就是山谷)。但此时山上浓雾很大,导致可视度很低。因此,下山路径就无法确定,他必须利用自己周围信息去找到下山路径。这个时候,他就可以利用梯度下降算法来帮助自己下山。...较大alpha可能导致更快收敛,但也可能使算法错过最小值;较小alpha可能导致更慢收敛速度,但结果可能更精确 iterations: 最大迭代次数 epsilon: 极小值,用于判断梯度是否足够小...迭代次数过小模型可能没有足够时间从数据中学习到有效模式,导致欠拟合。 初始点 模型参数初始值会影响梯度下降收敛速度和最终解,良好初始化可以加速收敛过程,避免陷入局部极小值或鞍点。

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梯度下降算法

最优化算法一种,解决无约束优化问题,用递归来逼近最小偏差模型。...关于梯度概念可参见以前文章: 从方向导数到梯度 梯度下降法迭代公式为: image.png x为需要求解 值,s梯度负方向,α为步长又叫学习率 缺点:靠近极小值时候收敛速度比较慢...实例: 用梯度下降迭代算法,来逼近函数y=x**2最值 代码如下: import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib...学习率选择:学习率过大,表示每次迭代更新时候变化比较大,有可能会跳过 最优解;学习率过小,表示每次迭代更新时候变化比较小,就会导致迭代速度过 慢,很长时间都不能结 算法初始参数值选择:...初始值不同,最终获得最小值也有可能不同,因为梯度 下降法求解是局部最优解,所以一般情况下,选择多次不同初始值运行算法,并 最终返回损失函数最小情况下结果值

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梯度下降算法

本篇介绍求解最优化问题一种数值算法-- 梯度下降算法。 在微积分中我们学过,沿着梯度grad(f)方向,函数f方向导数有最大值。...所以要找到函数极大值,最好方法是沿着该函数梯度方向探寻,称之为梯度上升算法。同理,要找到函数极小值,沿着该函数梯度相反方向探寻,称之为梯度下降算法。...在机器学习领域,我们常需求解权重参数取何值时损失函数最小,梯度下降算法是一种很重要算法。 ? ? 上述公式就是在梯度下降算法中,用于迭代求解各自变量值。其中alpha 为迭代步长(需人为调参)。...当函数值变化量足够小,满足精度要求,或者迭代步数已足够时,就可以退出迭代。 下面以一个普通二元函数为例,介绍梯度下降算法基本实现。 二元函数梯度公式如下: ?...下面是梯度下降算法示例: gx= diff(z,x) gy= diff(z,y) print("梯度下降算法") func_z = lambda x,y : x**2 + 2*y**2 +2*x*y

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梯度下降算法

Gradient Descent(梯度下降梯度下降算法是很常用算法,可以将代价函数J最小化。它不仅被用在线性回归上,也被广泛应用于机器学习领域中众多领域。...在梯度下降算法中,我们要做就是旋转360度,看看我们周围,并问自己,我要在某个方向上,用小碎步尽快下山。如果我想要下山。如果我想尽快走下山,这些小碎步需要朝什么方向?...如果你重复上述步骤,停留在该点,并环顾四周,往下降最快方向迈出一小步,然后环顾四周又迈出一步,然后如此往复。如果你从右边不远处开始梯度下降算法将会带你来到这个右边第二个局部最优处。...如果从刚才第一个点出发,你会得到这个局部最优解 但如果你起始点偏移了一些,起始点位置略有不同 你会得到一个非常不同局部最优解。这就是梯度下降算法一个特点。 1.3 梯度下降算法定义。...1.4 梯度下降和代价函数 梯度下降是很常用算法,它不仅被用在线性回归上 和线性回归模型还有平方误差代价函数。

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随机梯度下降优化算法_次梯度下降

可视化步长影响。我们从某个特定点W开始,评估梯度(或者更确切地说,它负方向-白色箭头),它告诉我们损失函数中最陡下降方向。小步骤可能导致一致但缓慢进展。大步骤可以带来更好进步,但风险更大。...5.5 梯度下降法 现在我们可以计算损失函数梯度,反复计算梯度然后执行参数更新过程称为梯度下降法。...当这个小批量只包含一个样本时,这个过程被称为随机梯度下降(SGD,或在线梯度下降)。这种策略在实际情况中相对少见,因为向量化操作代码一次计算100个数据 比100次计算1个数据要高效很多。...在梯度下降期间,我们计算权重上梯度(并且如果我们愿意的话,也计算数据上梯度),并使用它们在梯度下降期间执行参数更新。 本章: 我们将损失函数比作一个在高维度上山地,并尝试到达它最底部。...因此,在实践中,我们总是使用解析梯度,然后执行梯度检查,即将解析梯度与数值梯度进行比较。 我们引入了梯度下降算法,迭代地计算梯度,并在循环中执行参数更新。

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梯度下降 随机梯度下降 算法是_神经网络算法

一、一维梯度下降 算法思想: 我们要找到一个函数谷底,可以通过不断求导,不断逼近,找到一个函数求导后为0,我们就引入了一个概念 学习率(也可以叫作步长),因为是不断逼近某个x,所以学习率过大会导致超过最优解...,而学习率过小,会导致收敛速度过慢。...二、多维梯度下降 算法思想: 和一维梯度下降算法思想类似,只是导数由原来一维变成现在多维,算法思想本质没有变化,在计算导数过程发生了变化,主要就是高数中偏导数知识,然后通过一个方向向量,由于我们需要最小值...,所以cosθ需要 = -1,所以θ = π 最后我们就推出了上面的式子 η为学习率 三、随机梯度下降算法 算法思想: 算法思想都比较一致,都是为了求极值,随机梯度下降算法是为了解决训练数据集比较大情况...,在数据集较大情况,学习率会选择比较大,为了求出梯度,我们在每次迭代时候通过随机均匀采样计算出梯度,求其平均值,就是最后梯度 版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。

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批量梯度下降算法

这一讲介绍了我们第一个机器学习算法,”批量“梯度下降算法(Batch Gradiant Descent)。...注意到他在前面加了个“批量(Batch)”,这其实是为了与以后另一种梯度下降算法进行区分从而体现出这个算法特点。 线性回归 梯度下降算法这是用来解决所谓“线性回归”问题。...梯度下降 有了直观感受我们就来看看对J求梯度下降具体意义了。其实也很好理解,就是对于J函数上某一个点,每一次迭代时都将他沿下降最快方向走一小段距离(所谓方向,当然是要分到各个变量上面了)。...如果过大则会导致跨越了最低点甚至导致越走越远,如果过小则会导致迭代代价太高,运行缓慢。 当然,理论上这个算法也只能求得局部最低点,并不能保证是全局最低点。...根据这个公式,我们注意到每一次迭代都得将所有的数据用一遍,这导致了效率低下。所以由于这个算法又被称为批量梯度下降算法(BGD)。

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梯度下降算法思想

梯度下降场景假设 梯度下降基本思想可以类比为一个下山过程。假设这样一个场景:一个人被困在山上,需要从山上下来(找到山最低点,也就是山谷)。但此时山上浓雾很大,导致可视度很低。...所以我们只要沿着梯度方向一直走,就能走到局部最低点! 梯度下降算法数学解释 上面我们花了大量篇幅介绍梯度下降算法基本思想和场景假设,以及梯度概念和思想。...同时也要保证不要走太慢,导致太阳下山了,还没有走到山下。所以α选择在梯度下降法中往往是很重要!α不能太大也不能太小,太小的话,可能导致迟迟走不到最低点,太大的话,会导致错过最低点!...梯度下降算法实例 我们已经基本了解了梯度下降算法计算过程,那么我们就来看几个梯度下降算法小实例,首先从单变量函数开始 单变量函数梯度下降 我们假设有一个单变量函数 函数微分 初始化,起点为...我们假设初始起点为: 初始学习率为: 函数梯度为: 进行多次迭代: 我们发现,已经基本靠近函数最小值点 梯度下降算法实现 下面我们将用python实现一个简单梯度下降算法

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机器学习(九)梯度下降算法1 梯度2 梯度下降

2 梯度下降法 2.1 定义 梯度下降法(英语:Gradient descent)是一个一阶最优化算法,通常也称为最速下降法。...要使用梯度下降法找到一个函数局部极小值,必须向函数上当前点对应梯度(或者是近似梯度反方向规定步长距离点进行迭代搜索。...2.2 描述 梯度下降法基于以下观察:如果实值函数F(x)在a处可微且有定义,那么函数F(x)在a点沿着梯度相反方向-▽F(a)下降最快。 因而,假设 ?...(一点处梯度方向与通过该点等高线垂直)。沿着梯度下降方向,将最终到达碗底,即函数F值最小点。 ? 2.4 实例 梯度下降法处理一些复杂非线性函数会出现问题,例如Rosenbrock函数 ?...优化过程是之字形向极小值点靠近,速度非常缓慢。 ? 代码实现 参考: 梯度下降算法以及其Python实现 梯度下降

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python梯度下降算法实现

本文实例为大家分享了python实现梯度下降算法具体代码,供大家参考,具体内容如下 简介 本文使用python实现了梯度下降算法,支持y = Wx+b线性回归 目前支持批量梯度算法和随机梯度下降算法...(bs=1) 也支持输入特征向量x维度小于3图像可视化 代码要求python版本 3.4 代码 ''' 梯度下降算法 Batch Gradient Descent Stochastic...np.concatenate((x, b_1), axis=1) self.x = np.concatenate((x, b_1), axis=1) def func(self, x): # noise太大的话, 梯度下降法失去作用...np.ones((self.dim + 1, 1), dtype=float) for e in range(epoch): print('epoch:' + str(e), end=',') # 批量梯度下降...,bs为1时 等价单样本梯度下降 for i in range(0, self.data_num, bs): y_ = np.dot(x[i:i + bs], w) loss = y_ - y[i:i

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优化算法——梯度下降

现实生活中有很多最优化问题,如最短路径问题,如组合优化问题等等,同样,也存在很多求解这些优化问题方法和思路,如梯度下降方法。    ...优化算法有很多种,从最基本梯度下降法到现在一些启发式算法,如遗传算法(GA),差分演化算法(DE),粒子群算法(PSO)和人工蜂群算法(ABC)。...二、梯度下降法 1、基本概念     梯度下降法又被称为最速下降法(Steepest descend method),其理论基础是梯度概念。...image.png 2、算法流程 梯度下降流程: 1、初始化:随机选取取值范围内任意数 2、循环操作: 计算梯度; 修改新变量; 判断是否达到终止:如果前后两次函数值差绝对值小于阈值...,则跳出循环;否则继续; 3、输出最终结果 与梯度下降法对应是被称为梯度上升算法,主要区别就是在梯度方向上,一个方向是下降最快方向,相反就是梯度上升最快方法。

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如何改进梯度下降算法

编者按:梯度下降两大痛点:陷入局部极小值和过拟合。Towards Data Science博主Devin Soni简要介绍了缓解这两个问题常用方法。...介绍 基于梯度下降训练神经网络时,我们将冒网络落入局部极小值风险,网络在误差平面上停止位置并非整个平面的最低点。这是因为误差平面不是内凸,平面可能包含众多不同于全局最小值局部极小值。...随机梯度下降与mini-batch随机梯度下降 这些算法改编了标准梯度下降算法,在算法每次迭代中使用训练数据一个子集。...结语 这些改进标准梯度下降算法方法都需要在模型中加入超参数,因而会增加调整网络所需时间。...下图同时演示了之前提到梯度下降变体工作过程。注意看,和简单动量或SGD相比,更复杂变体收敛得更快。 ?

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梯度下降优化算法概述

这篇文章致力于给读者提供这些算法工作原理一个直观理解。在这篇概述中,我们将研究梯度下降不同变体,总结挑战,介绍最常见优化算法,介绍并行和分布式设置架构,并且也研究了其他梯度下降优化策略。...Introduction 梯度下降是最流行优化算法之一,也是目前优化神经网络最常用算法。...这篇文章致力于给读者提供这些算法工作原理一个直观理解。我们首先介绍梯度下降不同变体,然后简单总结下在训练中挑战。...接着,我们通过展示他们解决这些挑战动机以及如何推导更新规则来介绍最常用优化算法。我们也会简要介绍下在并行和分布式架构中梯度下降。最后,我们会研究有助于梯度下降其他策略。...Adagrad 主要缺点是分母中累积平方和梯度:由于每一个新添加项都是正导致累积和在训练期间不断增大。这反过来导致学习率不断减小,最终变成无限小,这时算法已经不能再继续学习新东西了。

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【Pytorch基础】梯度下降算法

为正时权重减少 增加绝对值大小取决于 \alpha , 称为学习率(一般来说取小一点好) 如此一来,每一次权重迭代都朝着当前损失下降最快方向更新,就称为梯度下降,是赤裸裸贪心思想。...按照我们对贪心算法认知来看,当损失函数如上图所示为一个 非凸函数 时,其不一定每次都得到最优解,如它可能陷入如下情况中: 上图所示情况由于学习率很小而算法只顾眼前导致只能收敛于一个局部最优解,而与全局最优解失之交臂...但是,实际应用中出现很多局部最优点数量其实不会很多,反而会出现 鞍点 导致权重停止更新。...梯度下降算法   接下来我们摈弃暴力枚举算法梯度下降算法来对上篇文章例子中权重进行更新。...因此,权重更新函数为: w = w - \alpha \cdot \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} 2 \cdot x_i \cdot (x_i \cdot w - y_i) 梯度下降算法具体实现

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梯度下降优化算法综述

在本综述中,我们介绍梯度下降不同变形形式,总结这些算法面临挑战,介绍最常用优化算法,回顾并行和分布式架构,以及调研用于优化梯度下降其他策略。...1 引言 梯度下降法是最著名优化算法之一,也是迄今优化神经网络时最常用方法。...然而,这些算法通常是作为黑盒优化器使用,因此,很难对其优点和缺点进行实际解释。 本文旨在让读者对不同优化梯度下降算法有直观认识,以帮助读者使用这些算法。...通常,小批量数据大小在50到256之间,也可以根据不同应用有所变化。当训练神经网络模型时,小批量梯度下降法是典型选择算法,当使用小批量梯度下降法时,也将其称为SGD。...这会导致学习率变小以至于最终变得无限小,在学习率无限小时,Adagrad算法将无法取得额外信息。接下来算法旨在解决这个不足。

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梯度下降优化算法概述

那么在相切平面上任意一个点都有多种方向,但只有一个方向能使该函数值上升最快,这个方向我们称之为梯度方向,而这个梯度方向反方向就是函数值下降最快方向,这就是梯度下降过程。...但 SGD 无法利用矩阵操作加速计算过程,考虑到上述两种方法优缺点,就有了小批量梯度下降算法(MBGD),每次只选取固定小批量数据进行梯度更新。...加上动量项 SGD 算法在更新模型参数时,对于当前梯度方向与上一次梯度方向相同参数,则会加大更新力度;而对于当前梯度方向与上一次梯度方向不同参数,则会进行消减,即在当前梯度方向更新减慢了。...上文指出 Adagrad 随着时间增加导致学习率不断变小导致过早收敛,Adadelta 采用梯度平方指数移动平均数来调节学习率变化: ?...图 3 以上就是现有的主流梯度下降优化算法,总结一下以上方法,如图 3 所示,SDG 值在鞍点中无法逃离;动量法会在梯度值为0时添加动能之后跳过该点;而 Adadelta 虽然没有学习率但在收敛过程非常快

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基于梯度下降算法线性回归

矩阵a 乘 矩阵b ,一维数组时,ab位置无所谓 return np.sum(inner)/(2*len(X)) c=computeCost(Xnp,ynp,theta) # 没有使用梯度下降误差值...print(c) #梯度下降算法 def gD(X,y,theta,alpha=0.01,iters=1000): temp=np.array(np.zeros(theta.shape))#初始化参数矩阵...权重与迭代一万次一万个损失值 final_theta,cost=gD(Xnp,ynp,theta) final_cost=computeCost(Xnp,ynp,final_theta)#算出cost...跟第一万次cost一样 population=np.linspace(data.Population.min(),data.Population.max(),97)#人口数一维数组,从小到大排列 profit...Population Size') plt.show() 32.072733877455676 算法:基于梯度下降算法线性回归是使用梯度下降算法进行收敛得到最佳拟合参数,画出线性拟合直线,数据集点零散分布在平面内

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关于梯度下降优化算法概述

本文旨在为您提供不同梯度下降优化算法最直观作用,这将有助于您更好使用它们。我们首先要看梯度下降不同变体。 然后,我们将简要总结训练过程中挑战和困难。...我们还将简要介绍算法和架构,以优化并行和分布式设置中梯度下降。 最后,我们将考虑有助于优化梯度下降其他策略。...如果您还不熟悉梯度下降,您可以在这里找到一个关于优化神经网络很好介绍。 梯度下降算法 下面介绍三种梯度下降算法,他们之间不同之处在于有多少样本被用于计算目标函数梯度。...随机梯度下降在以一个比较大差异进行频繁更新,这就了导致目标函数(损失函数)下降过程中产生剧烈波动,如下图。 ?...导致学习率逐步缩小,最终趋近于0。 以下算法旨在解决这个缺陷。

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梯度下降算法数学原理!

了解梯度下降背后多元演算听起来可能会让人十分畏惧……别怕,下面我将对梯度下降背后原理做出解释并且仅跟大家探讨理解梯度下降所需数学概念。...梯度下降变体 梯度下降采用机器学习算法实现了三种主要变体,每个变体在计算效率上各异并且都具有各自独特优势。...第一种变体:批量梯度下降 批量梯度下降(Batch Gradient Descent)可以说是梯度下降变体中最简单一种。...批量梯度下降误差通过训练集每一批单独样本计算出来,并且在所有训练点数都在一个 Epoch 内经过机器学习算法训练后更新模型参数。...这从本质上模仿了梯度下降理念,在梯度下降中,模型通过后向传播以最终到达山最低点。 山脉类似于在空间中绘制数据图,行走步长类似于学习率,感受地形陡峭程度就类似于算法计算数据集参数梯度

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