[原创] 《Neural Networks and Deep Learning》读书笔记:最简单的识别MNIST的神经网络程序(1)

Neural Networks and Deep Learning》一书的中文译名是《神经网络与深度学习》,书如其名,不需要解释也知道它是讲什么的,这是本入门级的好书。
在第一章中,作者展示了如何编写一个简单的、用于识别MNIST数据的Python神经网络程序。对于武林高手来说,看懂程序不会有任何困难,但对于我这样的Python渣则有很多困惑。所以我对做了一些笔记,希望同时也可以帮助有需要的人。

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[原创] 用人话解释机器学习中的Logistic Regression(逻辑回归)

友情提示:如果觉得页面中的公式显示太小,可以放大页面查看(不会失真)。

Logistic Regression(或Logit Regression),即逻辑回归,简记为LR,是机器学习领域的一种极为常用的算法/方法/模型。
你能从网上搜到十万篇讲述Logistic Regression的文章,也不多我这一篇,但是,就像我写过的最优化系列文章一样,我仍然试图用“人话”来再解释一遍——可能不专业,但是容易看得懂。那些一上来就是几页数学公式什么的最讨厌了,不是吗?
所以这篇文章是写给完全没听说过Logistic Regression的人看的,我相信看完这篇文章,你差不多可以从无到有,把逻辑回归应用到实践中去。

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[原创] 如何用「归纳假设法」求归并排序的时间复杂度

分析归并排序算法的时间复杂度,可以根据算法的逻辑,分析每一个步骤的最坏情况,然后得到总体的时间复杂度;也可以利用数学中的『归纳假设法』,用几乎纯数学的方式来得到它的时间复杂度。而后者比前者好理解得多,所以,我认为要推导归并排序的时间复杂度的话,归纳假设的方法是不二之选。

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[原创] Shell sort(希尔排序)笔记

『1』概述
希尔排序(Shell sort)是一种不常用的排序算法,因为它效率不算高,但是作为插入排序的改进算法之一,有必要了解一下。

  • 时间复杂度:

最坏情况: O\left( {{n^2}} \right)
最好情况: O\left( {n{{\log }^2}n} \right)
平均情况: O\left( {{n^{1.5}}} \right)

  • 是不是稳定排序算法:否
  • 得名起源:1959年的时候Donald Shell发明的,所以叫Shell sort

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[原创] 再谈 共轭方向法/Conjugate Direction Method In Optimization

共轭方向法是介于最速下降法牛顿法之间的一种存在——它的收敛速度(二阶收敛)比最速下降法(线性收敛)快,同时它的计算量又比牛顿法要小,因此它的存在是有意义的。

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[原创] 再谈 牛顿法/Newton's Method In Optimization

牛顿法是最优化领域的经典算法,它在寻优的过程中,使用了目标函数的二阶导数信息,具体说来就是:用迭代点的梯度和二阶导数对目标函数进行二次逼近,把二次函数的极小点作为新的迭代点,不断重复此过程,直到找到最优点。

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[原创] 再谈 梯度下降法/最速下降法/Gradient descent/Steepest Descent

当今世界,深度学习应用已经渗透到了我们生活的方方面面,深度学习技术背后的核心问题是最优化(Optimization)。最优化是应用数学的一个分支,它是研究在给定约束之下如何寻求某些因素(的量),以使某一(或某些)指标达到最优的一些学科的总称。
梯度下降法(Gradient descent,又称最速下降法/Steepest descent),是无约束最优化领域中历史最悠久、最简单的算法,单独就这种算法来看,属于早就“过时”了的一种算法。但是,它的理念是其他某些算法的组成部分,或者说在其他某些算法中,也有梯度下降法的“影子”。例如,各种深度学习库都会使用SGD(Stochastic Gradient Descent,随机梯度下降)或变种作为其优化算法。
今天我们就再来回顾一下梯度下降法的基础知识。

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[原创]使用一维搜索(line search)的算法的收敛性

在最优化领域中,有一类使用一维搜索(line search)的算法,例如牛顿法等。这类算法采用的是 确定搜索方向→进行一维搜索→调整搜索方向→进行一维搜索 的迭代过程来求解。那么,这类算法应该满足什么条件的时候才能收敛?本文将略为讨论一下。请务必看清本文的标题:不是讨论line search的收敛性,而是讨论使用line search的算法的收敛性。

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[原创]信赖域(Trust Region)算法是怎么一回事

如果你关心最优化(Optimization),你一定听说过一类叫作“信赖域(Trust Region)”的算法。在本文中,我将讲述一下信赖域算法与一维搜索的区别、联系,以及信赖域算法的数学思想,实现过程。

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[原创]用“人话”解释不精确线搜索中的Armijo-Goldstein准则及Wolfe-Powell准则

line search(一维搜索,或线搜索)是最优化(Optimization)算法中的一个基础步骤/算法。它可以分为精确的一维搜索以及不精确的一维搜索两大类。
在本文中,我想用“人话”解释一下不精确的一维搜索的两大准则:Armijo-Goldstein准则 & Wolfe-Powell准则。
之所以这样说,是因为我读到的所有最优化的书或资料,从来没有一个可以用初学者都能理解的方式来解释这两个准则,它们要么是长篇大论、把一堆数学公式丢给你去琢磨;要么是简短省略、直接略过了解释的步骤就一句话跨越千山万水得出了结论。
每当看到这些书的时候,我脑子里就一个反应:你们就不能写人话吗?

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[原创]漫谈line search中的Fibonacci搜索与黄金比例搜索

在一维搜索(line search)中,Fibonacci搜索与黄金比例搜索是一对“亲兄弟”,因为它们都是用分割区间的方法来求极小值,所以过程是相似的。本文就随意聊一下它们的区别与联系。

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[原创]一维搜索中的划界(Bracket)算法

很多最优化算法需要用到一维搜索(line search)子算法,而在众多的一维搜索算法中,大多数都要求函数被限制在一个单峰区间内,也就是说,在进行一维搜索的区间内,函数是一个单峰函数。尽管有一些改进的一维搜索算法(例如 H\ddot opfinger 建议的一种改进过的黄金搜索算法)可以处理函数非单峰的情况,但是,在没有确定函数在一个区间内是单峰的之前,即使在搜索过程中,函数值持续减小,我们也不能说极小值是一定存在的,因此,找出一个区间,在此区间之内使函数是单峰的,这个过程是必需的(我更倾向于接受这种观点)。这个过程就叫作划界Bracket)。Bracket这个单词是括号的意思,很形象——用括号包住一个范围,就是划界。在某些书中,划界算法也被称为进退法

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[原创]最优化/Optimization文章合集

最优化(Optimization)是应用数学的一个分支,它是研究在给定约束之下如何寻求某些因素(的量),以使某一(或某些)指标达到最优的一些学科的总称。我一直对最优化比较感兴趣,所以写过一些相关的笔记,可能有不正确的地方,但请学术派、技术流们多多包涵。

➤ 拟牛顿法/Quasi-Newton,DFP算法/Davidon-Fletcher-Powell,及BFGS算法/Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno

➤ 最速下降法/steepest descent,牛顿法/newton,共轭方向法/conjugate direction,共轭梯度法/conjugate gradient 及其他

➤ Ridders求导算法

➤ 选主元的高斯-约当(Gauss-Jordan)消元法解线性方程组/求逆矩阵
文章来源:http://www.codelast.com/
➤ 关于 最优化/Optimization 的一些概念解释

➤ 最小二乘的理论依据

➤ Powell共轭方向集方法(Powell's Conjugate Direction Method)的实现

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