数学知识-- 信赖域(Trust Region)算法是怎么一回事

信赖域(Trust Region)算法是怎么一回事

转载自: https://www.codelast.com/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。

【1】信赖域算法与一维搜索算法的区别、联系
最优化的目标是找到极小值点,在这个过程中,我们需要从一个初始点开始,先确定一个搜索方向 ,在这个方向上作一维搜索(line search),找到此方向上的可接受点(例如,按两个准则的判定)之后,通过一定的策略调整搜索方向,然后继续在新的方向上进行一维搜索,依此类推,直到我们认为目标函数已经收敛到了极小值点。
这种通过不断调整搜索方向,再在搜索方向上进行一维搜索的技术被很多很多算法采用,也取得了很实际的工程意义,但是,我们非要这样做不可吗?有没有另外一种途径,可以不通过“调整搜索方向→进行一维搜索”的步骤,也能求得极小值点?当然有,这就是信赖域算法干的好事。
文章来源:http://www.codelast.com/
为了说明这两种途径所实现的算法的区别和联系,请允许我做一个可能不太恰当,但是比较形象的比喻:

上图表述的是:如果把求最优解的过程比喻为“造一个零件”的过程的话,那么,使用一维搜索的那些算法和信赖域算法就像是两种不同的工艺,它们分别使用不同的技术(一维搜索&信赖域方法)——即两种不同的材料作为达成最终目标的基础。

作为一个了解最优化理论并不多的人,我从我看到过的书得到的感受就是:相比使用一维搜索的那一类算法,貌似信赖域算法们的应用还不够那么多。当然这仅仅是个人感觉,勿扔砖...


【3】信赖域算法的数学模型


文章来源:http://www.codelast.com/


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【6】信赖域算法的收敛性
信赖域算法具有整体收敛性。这个证明我没看(太长了),此处略。


转:

https://www.codelast.com/%E5%8E%9F%E5%88%9B%E4%BF%A1%E8%B5%96%E5%9F%9Ftrust-region%E7%AE%97%E6%B3%95%E6%98%AF%E6%80%8E%E4%B9%88%E4%B8%80%E5%9B%9E%E4%BA%8B/

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。

【1】信赖域算法与一维搜索算法的区别、联系
最优化的目标是找到极小值点,在这个过程中,我们需要从一个初始点开始,先确定一个搜索方向 ,在这个方向上作一维搜索(line search),找到此方向上的可接受点(例如,按两个准则的判定)之后,通过一定的策略调整搜索方向,然后继续在新的方向上进行一维搜索,依此类推,直到我们认为目标函数已经收敛到了极小值点。
这种通过不断调整搜索方向,再在搜索方向上进行一维搜索的技术被很多很多算法采用,也取得了很实际的工程意义,但是,我们非要这样做不可吗?有没有另外一种途径,可以不通过“调整搜索方向→进行一维搜索”的步骤,也能求得极小值点?当然有,这就是信赖域算法干的好事。
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为了说明这两种途径所实现的算法的区别和联系,请允许我做一个可能不太恰当,但是比较形象的比喻:

上图表述的是:如果把求最优解的过程比喻为“造一个零件”的过程的话,那么,使用一维搜索的那些算法和信赖域算法就像是两种不同的工艺,它们分别使用不同的技术(一维搜索&信赖域方法)——即两种不同的材料作为达成最终目标的基础。

作为一个了解最优化理论并不多的人,我从我看到过的书得到的感受就是:相比使用一维搜索的那一类算法,貌似信赖域算法们的应用还不够那么多。当然这仅仅是个人感觉,勿扔砖...


【3】信赖域算法的数学模型


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【6】信赖域算法的收敛性
信赖域算法具有整体收敛性。这个证明我没看(太长了),此处略。


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