[線代] Sparse近似最佳化問題

看板Math作者 (QQ)時間8年前 (2016/06/17 00:26), 8年前編輯推噓2(2021)
留言23則, 2人參與, 最新討論串1/2 (看更多)
請問下面(a),(b)兩個最佳化問題的等價性關係為何?? (在某篇paper看到 有關overcomplete representation,不過不是數學文章,所以很多 式子跟定義我查很久,也有關Ax=b的解的機率分布,之後找了reference與sparse等等 會有這問題僅是源自一個最佳化他簡單一句話就說等價於下一個最佳化...好不顯然QQ 找資料跟自己證就越來越多東西,條件也不太夠之類的) Notation:║x║= euclidean norm , x€R^n A^t = transpose of A A^+ = pseudo inverse of A (Moore-Penrose inverse) --------------------------------------------------------------- (a) Let A€M_mxn(R), b€R^m, λ>0. We consider inf {║Ax-b║^2 + λ║x║^2:x€R^n } Q1:是否存在x€R^n 剛好等於inf Q2:如果存在,是否唯一 Ans:(自己證的,應該沒錯XD) Yes, this x = (A^tA + λI)^(-1) A^t b (b) Let A€M_mxn(R), b€R^m. Assume system Ax = b is consistent. We consider (有解) inf {║x║^2:Ax = b, x€R^n } Q1:是否存在x€R^n 剛好等於inf Q2:如果存在,是否唯一 Ans:(即線代關於最小範數解的內容) Yes, this x = A^+ b ------------------------------------------------------ 問題來了,因為原始paper與後來找的reference都大同小異,有重疊也有不同的地方 甚至最佳化的內容也不太一樣,有些是1 norm,有些是p norm 然後沒有證明就說他們等價,所以才想證證看 以上面說的(a),(b)為例,所謂的等價,是否是: 如果Ax=b有解,存在唯一一個正數λ,使得(a),(b)找到的x是一樣的 ( <Note> 在(a)中Ax=b不一定有解,只是有解時才有機會跟(b)等價 ) 如果是如此的話,有幾個問題: 1.怎麼證存在唯一一個正數λ 2.(a),(b)就算得出共同的x,其值會一樣嗎?還是不重要? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 61.231.124.20 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1466094362.A.6F1.html

06/17 00:49, , 1F
我猜是無關的, (a)是Tikhonov regularization
06/17 00:49, 1F

06/17 00:49, , 2F
是我在學inverse problems時遇見的
06/17 00:49, 2F

06/17 00:50, , 3F
基本上用Tik.reg.就已經是放棄找Ax=b的解
06/17 00:50, 3F

06/17 00:51, , 4F
而是要控制一下估算解的長度
06/17 00:51, 4F

06/17 01:10, , 5F
好像是當λ→0時, regularized solution
06/17 01:10, 5F

06/17 01:10, , 6F
會趨近minimum norm solution
06/17 01:10, 6F

06/17 01:28, , 7F
我去查一下wiki我解的(a)確實就是會有你說的結果耶!
06/17 01:28, 7F

06/17 01:29, , 8F
這樣看起來確實λ趨於0才會使兩個x相等...
06/17 01:29, 8F

06/17 01:29, , 9F
還是說 他們的"equivalence"其實是"approximation"?
06/17 01:29, 9F

06/17 01:30, , 10F
一直猜定義好煩阿QQQ
06/17 01:30, 10F

06/17 01:32, , 11F
我的理解是regularization越少越貼近原本式的解
06/17 01:32, 11F

06/17 01:33, , 12F
但當A是ill-posed的時候, 直接解可能會出現不好的
06/17 01:33, 12F

06/17 01:33, , 13F
結果
06/17 01:33, 13F

06/17 01:34, , 14F
而且我學的時候也沒有特定方法選λ
06/17 01:34, 14F

06/17 01:35, , 15F
只能試不同λ看結果再比較
06/17 01:35, 15F
目前看到最清楚的是這篇 所以我才會問(a),(b)是否等價 https://goo.gl/1ITTgf 因為他在equation (3) 下方寫了: λ > 0 is a scalar regularization parameter that balances the tradeoff between reconstruction error and sparsity 以及 equation (6) 下方寫了: when p = 0, equation (6) is equivalent to the generalized form of equation (1); when p = 1, equation (6) is equivalent to equation (2). 所以我才把它翻譯成存在λ > 0可以抵消掉這兩個最佳化問題的誤差 進而等價 不過等價這個詞幾乎每個找到的資料都有寫@@ ※ 編輯: znmkhxrw (61.231.124.20), 06/17/2016 01:44:11

06/17 01:55, , 16F
會不會紅色那句漏打了the generalized form of (2)
06/17 01:55, 16F

06/17 01:56, , 17F
如此一來 是不是又要猜他的generalized form是啥了?
06/17 01:56, 17F

06/17 01:57, , 18F
我沒學過這個 不太清楚那些只是形容詞 哪些是這領域
06/17 01:57, 18F

06/17 01:57, , 19F
的術語XDDD
06/17 01:57, 19F

06/17 03:09, , 20F
A generalized version of equation (2), which all
06/17 03:09, 20F

06/17 03:09, , 21F
ows for certain degree of noise
06/17 03:09, 21F

06/17 03:09, , 22F
這句你連結的文章裡寫的
06/17 03:09, 22F

06/17 03:11, , 23F
他可能是加regularization就叫成generalized ver
06/17 03:11, 23F
文章代碼(AID): #1NOjCQRn (Math)
文章代碼(AID): #1NOjCQRn (Math)