趋近智
深度学习中的模型正则化与优化
章节 1: 泛化能力的挑战
模型泛化介绍
理解欠拟合与过拟合
深度学习中的偏差-方差权衡
诊断模型表现：学习曲线
验证与交叉验证策略
正则化与优化的作用
配置开发环境
动手：过拟合的可视化
章节 2: 权重正则化方法
权重正则化背后的理念
L2正则化（权重衰减）：机制
L2 正则化：数学公式
L1 正则化：机制与稀疏性
L1 正则化：数学表述
L1和L2正则化的比较
弹性网络：L1与L2的结合
权重正则化的实现
动手实践：将L1/L2应用于网络
章节 3: 丢弃法正则化
Dropout介绍：避免协同适应
Dropout 在训练时的工作原理
在测试时调整激活值
反转Dropout实现
Dropout 比率作为超参数
卷积层和循环层的使用考量
在实践中应用Dropout
动手实践：添加 Dropout 层
章节 4: 训练稳定性归一化技术
内部协变量偏移问题
批归一化介绍
批量归一化：前向传播计算
批标准化：反向传播计算
批量归一化的好处
测试时的批量归一化
网络中的考量与放置
层归一化简介
实现批量归一化
动手实践：整合批标准化
章节 5: 基本优化算法
回顾梯度下降
标准梯度下降的难题
随机梯度下降（SGD）
小批量梯度下降
SGD的挑战：噪声与局部最小值
带动量的随机梯度下降：加速收敛
涅斯捷罗夫加速梯度 (NAG)
实现SGD和动量
实践：比较梯度下降、随机梯度下降和动量法
章节 6: 自适应优化算法
自适应学习率的必要性
AdaGrad：调整每个参数的学习率
AdaGrad 的局限性：学习率衰减
RMSprop：处理AdaGrad的局限性
Adam：自适应矩估计
Adam算法细致分析
Adamax 和 Nadam 变体（简要概述）
优化器选择指南
实现 Adam 和 RMSprop
动手实践：优化器比较实验
章节 7: 优化细节调整与超参数调整
参数初始化的重要性
常见的初始化策略（戈洛特，何凯明）
学习率调度的缘由
步进衰减策略
指数衰减及其他调度方法
预热策略
调整超参数：学习率、正则化强度、批大小
批处理大小与学习率的关系
超参数：网格搜索与随机搜索的比较
实施学习率调度
实践：模型超参数调整
章节 8: 技术组合与实际考量
正则化与优化之间的联动
典型的深度学习训练流程
训练监控：损失曲线与指标
提前停止作为正则化
结合 Dropout 与批归一化
数据增强作为隐式正则化
选择恰当的技术组合
调试与优化/正则化相关的训练问题
动手实践：构建与调整正则化/优化模型
标准梯度下降的难题
这部分内容有帮助吗？
- Deep Learning, Ian Goodfellow, Yoshua Bengio, and Aaron Courville, 2016 (MIT Press) - 一本基础教科书，涵盖优化算法，包括深度学习中批量梯度下降的理论基础和实际困难。
- Neural Networks Part 3: Learning and Evaluation, Andrej Karpathy, Justin Johnson, and Fei-Fei Li, 2023 (Stanford University) - 斯坦福CS231n课程笔记提供了关于训练深度神经网络挑战的实用观察，包括批量梯度下降的计算需求和内存限制，以及损失表面的复杂性。
- The Loss Landscape of Neural Networks, Anna Choromanska, Mikael Henaff, Michael Mathieu, Gerard Ben Arous, Yann LeCun, 2015 Proceedings of the Eighteenth International Conference on Artificial Intelligence and Statistics, Vol. 38 (PMLR) - 展示了对神经网络损失表面的理论和经验分析，表明在高维空间中，局部最小值通常与全局最小值相似，但鞍点是一个更重要的难题。