信源編碼作業 6 最小均方演算法(LMS)

2021-07-31 22:56:41 字數 994 閱讀 5232

最小均方演算法(least mean square,lms)由 bernard widrow 和 marcian e. hoff 提出,用於修正濾波器引數使均方差(mean square error,mse)達到最小。

用房價來舉例的話,可能影響房價的因素有住房大小、房子朝向。假設這些因素分別為 x1, x2, …, xn,我們通過這些因素**房價 h(x)=w0+w1x1+w2x2+…,我們的最終目標是使 h(x) 與真實結果 y 越接近越好。

為了表示 h(x) 與 y 的接近程度,我們引入損失函式:j(

w)=1

2∑mi

=12 ,損失函式越小,擬合程度越好,否則越差。

於是我們的目的就是找到一組 w1, w2, …, wn,使損失函式 j(w) 最小。lms 演算法便用於找到這樣的一組 w。

lms 演算法是從一組初始的 w 開始迭代,逐漸使 j(w) 變小直至收斂。它的迭代過程如下:wi

=wi+

α∂j(

wi)∂

wi,其中 α 稱為學習率 learning rate,數學上可以形象理解為梯度下降每次下降的步伐。

將迭代公式計算可得:wi

=wi−

α∑j=

1m(y

(j)−

h(x(

j)))

x(j)

i ,這樣的更新規則稱為 lms update rule,也稱為widrow-hoff learning rule。

總的來說,lms 演算法可以分為以下幾步:

初始化工作,為各個輸入端的權值覆上隨機初始值;

隨機挑選一組訓練資料,進行計算得出 h(x);

利用公式 wi

=wi+

α(y(

j)−h

(x(j

)))x

ji對每乙個輸入端的權值進行調整;

計算均方差 mse;

對均方差進行判斷,如果大於某乙個給定值,回到步驟2,繼續演算法;如果小於給定值,就輸出正確權值,並結束演算法。

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最小均方演算法(LMS)

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