复合凸优化问题非精确多层梯度镜面下降算法及其应用研究

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复合凸优化是一类重要的优化问题,通常表示为光滑凸函数与非光滑凸函数的和。该模型常应用于人工智能和机器学习中,包括压缩感知,数据分类以及信号与图像处理等。由于复合凸优化问题的广泛应用,本文分别基于合理的一阶方法与二阶近似提出两种算法求解复合凸优化问题,并结合相应的数值实验验证了算法有效性。以下是本文的主要研究工作:首先基于多层优化思想和梯度镜面下降算法以及ε-次微分的思想,提出一个求解复合凸优化问题的非精确多层梯度镜面下降算法,该算法允许目标函数中光滑部分梯度计算和非光滑部分邻近算子计算都存在误差,讨论了该算法在适当条件下函数值误差序列的O(1/k2)收敛速度,这里k表示迭代次数。并给出该算法在Lasso问题,Logistic回归问题,图像去模糊中的应用。最后,基于邻近拟牛顿算法和多层优化思想,提出了求解复合凸优化问题的非精确多层邻近拟牛顿算法,并给出该算法在逻辑回归问题中的应用。数值结果表明,该算法是有效的。
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