交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers)


交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers)

作者:凱魯嘎吉 - 博客園 http://www.cnblogs.com/kailugaji/

1. 交替方向乘子法簡介——Alternating Direction Method of Multipliers

    ADMM 最早分別由 Glowinski & Marrocco 及 Gabay & Mercier 於 1975 年和 1976 年提出,並被 Boyd 等人於 2011 年重新綜述並證明其適用於大規模分布式優化問題。

    由於 ADMM 的提出早於大規模分布式計算系統和大規模優化問題的出現,所以在 2011 年以前,這種方法並不廣為人知。

    交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)是一種求解具有可分離的凸優化問題的計算框架, 由於其處理速度快,收斂性能好,ADMM適用於求解分布式凸優化問題,特別是統計學習問題。 主要應用在解空間規模很大的情況,強制分塊求解,而且解的絕對精度要求不是太高。

    ADMM以先分解再結合的形式求解問題,即先把原問題分解成若干個相對原問題較簡單的子問題,再把子問題的解結合起來得到原問題的全局解。

    ADMM也可以看作是對偶分解法和增廣拉格朗日乘子法的結合,使該算法有分解性的同時保證了良好的收斂性。

2. 對偶上升法——Dual Ascent

3. 共軛函數與對偶函數——Conjugate Function and Dual Function

4. 對偶分解——Dual Decomposition

5. 增廣拉格朗日乘子法——Augmented Lagrangians and the Method of Multipliers

6. 交替方向乘子法——ADMM

7. 尺度化后的交替方向乘子法——Scaled Form

    總結:對偶上升法可分解,適合並行化,但要求嚴格凸,強對偶。增廣拉格朗日放寬嚴格凸的限制,但無法並行化。交替方向乘子法結合了兩者,既不要求嚴格凸,又可以並行化分布式計算。

8. 參考文獻

[1] Boyd S , Parikh N , Chu E , et al. Distributed Optimization and Statistical Learning via the Alternating Direction Method of Multipliers[J]. Foundations and Trends in Machine Learning, 2011, 3(1):1-122.

[2] 陳慶國. 關於交替方向乘子法一些問題的研究[D].中國計量大學,2018.

[3] 交替方向乘子法(ADMM) - 凱魯嘎吉 - 博客園

[4] ADMM: http://web.stanford.edu/~boyd/admm.html

[5] Stephen Boyd, Lieven Vandenberghe. Convex Optimization[M]. 世界圖書出版公司, 2004.

[6] 分布式計算、統計學習與ADMM算法


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM