1、随机梯度下降是什么?

随机梯度下降算法每次从训练集中随机选择一个样本来进行学习,即: θ=θ−η⋅∇θJ(θ;xi;yi)

2、随机梯度下降(SGD)算法的优势

批量梯度下降算法每次都会使用全部训练样本,因此这些计算是冗余的,因为每次都使用完全相同的样本集。而随机梯度下降算法每次只随机选择一个样本来更新模型参数,因此每次的学习是非常快速的,并且可以进行在线更新。

3、随机梯度下降(SGD)算法的缺点

随机梯度下降最大的缺点在于每次更新可能并不会按照正确的方向进行,因此可以带来优化波动(扰动),如下图:


sgd.png

不过从另一个方面来看,随机梯度下降所带来的波动有个好处就是,对于类似盆地区域(即很多局部极小值点)那么这个波动的特点可能会使得优化的方向从当前的局部极小值点跳到另一个更好的局部极小值点,这样便可能对于非凸函数,最终收敛于一个较好的局部极值点,甚至全局极值点。

由于波动,因此会使得迭代次数(学习次数)增多,即收敛速度变慢。不过最终其会和全量梯度下降算法一样,具有相同的收敛性,即凸函数收敛于全局极值点,非凸损失函数收敛于局部极值点。