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人工知能

人工知能とは、言語の理解や推論、問題解決などの知的行動を人間に代わってコンピューターに行わせる技術のことです。

パラメータ

関数やプログラム実行時に与える設定値をパラメータと呼びます。

機械学習

機械学習は、データからパターンを自動的に発見し、そこから知能的な判断を下すためのコンピューターアルゴリズムを指します。人工知能における課題のひとつです。

コードレビュー

コードレビューは、ソフトウェア開発の一工程で、 ソースコードの検査を行い、開発工程で見過ごされた誤りを検出する事で、 ソフトウェア品質を高めるためのものです。

Python

Pythonは、コードの読みやすさが特徴的なプログラミング言語の1つです。 強い型付け、動的型付けに対応しており、後方互換性がないバージョン2系とバージョン3系が使用されています。 商用製品の開発にも無料で使用でき、OSだけでなく仮想環境にも対応。Unicodeによる文字列操作をサポートしているため、日本語処理も標準で可能です。

Q&A

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確率的勾配降下法でパラメータを複数回更新した場合のコードについて

kenkusaba1014

総合スコア3

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投稿2021/09/24 14:43

編集2021/09/25 12:57

【前提】
初学者のものです。説明の都合上前提が長くて恐縮です。
こちらは某通信制スクール(ラビットチャレンジ)での問題になります。
※講習の設定上合格しないと回答が貰えず試行錯誤しております。
↑いい意味で鍛錬になっておりますが、テキストに載ってない部分なので赤本黒本駆使しているところです・・

0925追記:不明点を加筆

イメージ説明

におけるコードは

import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn import datasets diabetes = datasets.load_diabetes() df = pd.DataFrame(diabetes.data, columns=diabetes.feature_names) #説明変数 x = pd.Series( [-1.0,0,2.0] ) x.head() #目的変数 y = pd.Series( [0,0.5,1.5] ) y.head() plt.scatter(x, y) class StochasticGradientDescent: def __init__(self, eta=0.1, n_iter=10, sample_rate=0.1): self.eta = eta self.n_iter = n_iter self.sample_rate = sample_rate self.grad = np.zeros((2,)) self.loss = np.array([]) self.v = np.zeros((2,)) def fit(self, X, Y, w0): self.w = w0 self.min_w = w0 n_samples = int(np.ceil(len(X)*self.sample_rate)) min_loss = 10**18 for _ in range(self.n_iter): loss = 0.5 * np.sum((Y-(self.w[1]*X + self.w[0]))**2) if min_loss>loss: min_loss = loss self.min_w = self.w self.loss = np.append(self.loss, loss) for i in range(len(X)): index = i batch_x = X[index] batch_y = Y[index] self.grad[0] = np.sum(self.w[0]+self.w[1]*batch_x-batch_y) self.grad[1] = np.sum(self.w[1]*batch_x**2+self.w[0]*batch_x-batch_x*batch_y) self.w -= self.eta * self.grad print("self.w",self.w) print("更新量",self.eta * self.grad) def predict(self, x): return (self.w[0] + self.w[1]*x) @property def coef_(self): return self.min_w[1] @property def intercept_(self): return self.min_w[0] @property def loss_(self): return self.loss w0 = np.array([0.0,1.0]) model = StochasticGradientDescent() model.fit(x, y, w0) print("A: ", model.coef_) print("B: ", model.intercept_) loss = model.loss plt.plot(np.arange(len(loss)), np.log10(loss)) plt.show()

**という事を別のご質問枠でお教え頂きました。[https://teratail.com/questions/344874#reply-491670]


【本題】
イメージ説明

とありますが、「σ=0.9」「2回目の訓練サンプルをX⁼0.0」とした場合のコードを教えて頂く事は可能でしょうか?
(前提に記載しているコードのどの部分を変えればいいのか色々試したのですが選択肢に辿り着かない状態です。以下が私が試したコード)

(a, b) = (-0.1 * 0.9, 0.1 * 0.9)  #「前回の更新量」× 「慣性項のパラメータ」※根拠は下記更新式参照 lr = 0.1 # 学習率 learning rate (x, y) = (0.0, 0.5) # 問題文における偏微分の定義で n = 1 とする dL_da = lambda a, b: a * x * x + b * x - x * y dL_db = lambda a, b: b + a * x - y # (a, b)を1回更新する更新量を(da, db)とする da = -lr * dL_da(a, b) db = -lr * dL_db(a, b) # 答えを表示 print(da, db) #出力値 -0.0 0.041

###【参考】前回の更新量を利用して慣性項を追加する場合の更新式
イメージ説明

###今回分からなかった部分
①Momentam有の場合、pythonでのコードは上記で問題ないでしょうか?
(出力値が-になっているが誤差の範囲と考えていいのか??)
②(そもそも論で恐縮ですが)「モメンタムあり」の位置づけが全く理解出来ていないので、エッセンスを教えて頂く事は可能でしょうか?

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