非线性最小二乘问题理解(包括最速下降法、牛顿法、线搜索法、置信区间法和阻尼法等)

简单介绍一下对非线性最小二乘问题的数学理解,有不足之处还望批评指正~

一、最小二乘问题定义

No1.最小二乘问题定义:

找到一个使得F(x)值最小,即使残差平方和最小。(式中1/2作为常数对问题本质没有影响,有的地方也没有这个1/2)。

对于F(x)最小,则又分为局部最小No2和全局最小No3

No2.局部最小

for 

即在一个固定领域内,使得最小。

No3.全局最小

使得在整个函数定义域最小。

 

对代价函数F(x)进行泰勒展开并只保留二阶量

J为雅克比矩阵,H为海塞矩阵。

我们的目的(也是最小二乘的目的)就是找到一个x,使得代价函数F(x)最小,即残差平方和最小。因此,我们可以通过迭代的方式,让每次迭代的结果 ,使得代价函数不断减小。

很明显F(x)在导数为0时,有稳定点(极大值点、极小值点和鞍点),我们要求的相当于是极小值点,又当处为稳定点时,若H矩阵为正定的,则此时为极小值点。

即代入(求的未知量是,故对其求导),可得。又因为前面保证了H的正定性,所以H是可逆的。这就是牛顿法

二、写的有点烦...不想写了orz

 

 

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章