আমার বদ্ধ ফর্মের লসো সমাধানের ডেরাইভেশনটি ভুল কেন?


28

লাসো সমস্যা এর বন্ধ ফর্ম সমাধান রয়েছে: \ বিটা_জ ^ {\ পাঠ্য {লাসো}} = \ ম্যাথ্রিম {sgn} (\ বিটা ^ {\ পাঠ্য {এলএস}} _ জে) (| \ বিটা_জ ^ {\ পাঠ্য {এলএস } | - \ আলফা) ^ + যদি এক্সের অরথনোরমাল কলাম থাকে। এটি এই থ্রেডে দেখানো হয়েছিল: বদ্ধ ফর্ম লসো দ্রবণটির ব্যয় ।

βlasso=argminβ⁡‖y−Xβ‖22+α‖β‖1
βjlasso=sgn(βjLS)(|βjLS|−α)+
X

তবে আমি কেন বুঝতে পারি না কেন সাধারণভাবে কোনও বন্ধ ফর্ম সমাধান নেই। মহকুমা ব্যবহার করে আমি নিম্নলিখিতটি পেয়েছি।

( X একটি n×p ম্যাট্রিক্স)

= n ∑ i = 1 ( y আমি - এক্স i β ) 2 + α পি ∑ জ = 1 | β জ |

f(β)=‖y−Xβ‖22+α‖β‖1
=∑i=1n(yi−Xiβ)2+α∑j=1p|βj|
( Xi হ'ল এক্স এর আই-তম সারি X) ⇒ ∂ চ
=∑i=1nyi2−2∑i=1nyiXiβ+∑i=1nβTXiTXiβ+α∑j=1p|βj|
={ - 2 Σ এন আমি = 1 Y আমি এক্স আমি ঞ + + 2 Σ এন আমি = 1 এক্স 2 আমি ঞ β ঞ + + α  জন্য  β ঞ > 0 - 2 Σ এন আমি = 1 y i x i j + 2 ∑ n i
⇒∂f∂βj=−2∑i=1nyiXij+2∑i=1nXij2βj+∂∂βj(α|βj|)
={−2∑i=1nyiXij+2∑i=1nXij2βj+α for βj>0−2∑i=1nyiXij+2∑i=1nXij2βj−α for βj<0[−2∑i=1nyiXij−α,−2∑i=1nyiXij+α] for βj=0
সাথে ∂f∂βj=0 আমরা পাই

βj={(2(∑i=1nyiXij)−α)/2∑i=1nXij2for ∑i=1nyiXij>α(2(∑i=1nyiXij)+α)/2∑i=1nXij2for ∑i=1nyiXij<−α0 for ∑i=1nyiXij∈[−α,α]

আমি কোথায় ভুল করেছি কেউ কি দেখতে পাবে?

উত্তর:

আমরা যদি ম্যাট্রিক্সের ক্ষেত্রে সমস্যাটি লিখি তবে খুব সহজেই আমরা দেখতে পাচ্ছি কেন একটি বন্ধ ফর্মের সমাধানটি কেবলমাত্র X ^ TX = I এর সাথে অर्थনোরমাল ক্ষেত্রে রয়েছে XTX=I:

f(β)=‖y−Xβ‖22+α‖β‖1
=yTy−2βTXTy+βTXTXβ+α‖β‖1
⇒∇f(β)=−2XTy+2XTXβ+∇(α|β‖1)
(আমি একবারে এখানে অনেক পদক্ষেপ নিয়েছি However তবে, এই বিন্দু অবধি সর্বনিম্ন স্কোয়ার সমাধানের উপকরণের সাথে এটি সম্পূর্ণভাবে অ্যানালগ there সুতরাং আপনার অনুপস্থিত পদক্ষেপগুলি খুঁজে পেতে সক্ষম হওয়া উচিত))
⇒∂f∂βj=−2XjTy+2(XTX)jβ+∂∂βj(α|βj|)

সঙ্গে ∂f∂βj=0 আমরা পেতে

2(XTX)jβ=2XjTy−∂∂βj(α|βj|)
⇔2(XTX)jjβj=2XjTy−∂∂βj(α|βj|)−2∑i=1,i≠jp(XTX)jiβi

আমরা এখন দেখতে পাচ্ছি যে আমাদের এক সমাধান অন্যান্য সমস্ত upon এর উপর নির্ভরশীল তাই এখান থেকে কীভাবে এগিয়ে যাওয়া যায় তা পরিষ্কার নয়। যদি আমাদের কাছে তাই এই ক্ষেত্রে অবশ্যই একটি বদ্ধ ফর্ম সমাধান উপস্থিত রয়েছে।βjβi≠jX2(XTX)jβ=2(I)jβ=2βj

গুরমুন্ডুর আইনারসনকে তার উত্তরের জন্য ধন্যবাদ, যার ভিত্তিতে আমি এখানে বিস্তারিত বর্ণনা করেছি। আমি আশা করি এবার সঠিক হবে :-)


3
ক্রসভিলেটেডে স্বাগতম, এবং একটি খুব সুন্দর প্রথম পোস্টে অভিনন্দন !
— এস। কোলাসা - মনিকা পুনরায় ইনস্টল করুন

উত্তর:


16

এটি সাধারণত সর্বনিম্ন কোণ রিগ্রেশন দিয়ে করা হয়, আপনি এখানে কাগজটি খুঁজে পেতে পারেন ।

শুরুতে আমার বিভ্রান্তির জন্য দুঃখিত, আমি এটির জন্য আরও একটি চেষ্টা করতে যাচ্ছি।

সুতরাং আপনার ফাংশনটি প্রসারিত হওয়ার পরে আপনি পাবেনf(β)

f(β)=∑i=1nyi2−2∑i=1nyiXiβ+∑i=1nβTXiTXiβ+α∑j=1p|βj|

তারপরে আপনি সম্মানের সাথে আংশিক ডেরাইভেটিভ গণনা করুন । আমার উদ্বেগটি আপনার 1-আদর্শের আগে অর্থাত্ চতুর্ভুজ শর্তের আগে শেষ পদের আংশিক ডেরাইভেটিভের গণনায় is এর আরও পরীক্ষা করা যাক। আমাদের তা আছে:βj

এন

Xiβ=βTXiT=(β1Xi1+β2Xi2+⋯+βpXip)
সুতরাং আপনি মূলত আপনার চতুর্ভুজ শব্দটি আবার লিখতে পারেন: এখন আমরা এই :
∑i=1nβTXiTXiβ=∑i=1n(Xiβ)2
βj
∂∂βj∑i=1n(Xiβ)2=∑i=1n∂∂βj(Xiβ)2=∑i=1n2(Xiβ)Xij

সুতরাং এখন আপনার সমস্যাটি খুব সহজেই সহজ হয় না, কারণ আপনার কাছে প্রতিটি সমীকরণে সমস্ত সহগ রয়েছে।β

এটি কেন লাসোর কোনও বন্ধ ফর্ম সমাধান নেই সে সম্পর্কে আপনার প্রশ্নের উত্তর দেয় না, আমি পরে এটি যুক্ত করতে পারি।


1
অনেক ধন্যবাদ. আমি এখনই দেখতে পাচ্ছি কেন কোনও বন্ধ ফর্ম সমাধান নেই (আমার সম্পাদনা দেখুন)।
— নরবার্ট

খুব সুন্দর! দুর্দান্ত কাজ :)
— গুমেও
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.