勾配降下法の罠:プラトー現象とその克服
機械学習のモデル学習において、最適なパラメータを見つけるための手法として、勾配降下法が広く利用されています。この手法は、損失関数の勾配、すなわち傾き情報を利用して、最も低い場所(最小値)を探し出す方法です。勾配は、パラメータをどの向きに、どの程度動かせば損失関数を減少させられるかを示す指標であり、これを繰り返し計算することで、徐々に最小値へと近づいていきます。
しかし、この勾配降下法を用いた学習過程において、時に「プラトー現象」と呼ばれる問題に直面することがあります。これは、あたかも山登りで頂上を目指している最中に、平坦な高原に迷い込んでしまった状況に例えられます。
プラトー現象が発生すると、勾配がほぼゼロに近くなってしまい、パラメータの更新がほとんど行われなくなります。その結果、学習は停滞し、モデルの精度向上も見込めなくなってしまいます。これは、損失関数の形状が複雑で、平坦な領域が存在することが原因で起こります。
勾配降下法は強力な最適化アルゴリズムですが、プラトー現象のように、状況によっては学習がうまく進まないことがあります。そのため、プラトー現象を回避し、効率的に学習を進めるための様々な対策が研究されています。