模型拟合 最小化残差——非线性最小二乘法

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问题描述:

模型为:f(x)=y

将y尽可能拟合到观测值上时,求解x是多少


目标:

min|| 模型 – 观测值 ||

数学表示为:

其中e为残差向量(residual vector)


方法:

非线性最小二乘法 之 高斯牛顿法(还有)

高斯牛顿法是一种求解非线性最小二乘的简单算法,该算法的基本思想是将函数非线性F(x)进行一阶泰勒展开。(不细讲了)


用法步骤:

可见在4中

的步长λ为1

记为

(此处的A矩阵其实是Hessian矩阵的近似。通过雅克比矩阵去避免掉真是的Hessian矩阵的计算。)

比牛顿法(基本思想是采用多项式函数来逼近给定的函数值,然后求出极小点的估计值,重复操作,直到达到一定精度为止)计算少。

为了保证所迭代求解出的x为函数的局部最小值,我们需要保证A矩阵为正定的,但是在实际中H矩阵很有可能是半正定的或者其他情况,因此可能会发生算法不收敛或结果不准确的情况。



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