範數(norm)是數學中的一種基本概念。常常用來度量某個向量空間(或矩陣)中的每個向量的長度或大小。
範數,是具有「長度」概念的函式。
乙個集合(向量),通過一種對映關係(矩陣),得到另外乙個幾何(另外乙個向量)。。那麼向量的範數就是表示這個原有集合的大小。而矩陣的範數,就是表示這個變化過程的大小的乙個度量。
0範數,向量中非零元素的個數。
1範數,為絕對值之和。
2範數,就是通常意義上的模。
常用的向量範數和矩陣範數的定義:
在實際應用中,0範數本身不容易有乙個好的數學表示形式,被人認為是乙個np難問題,所以在實際情況中,0範數的最優問題會被放寬到l1或l2下的最優化。
l1範數是我們經常見到的一種範數,它的定義如下: ||
x||1
=∑i|
xi|
表示向量x中非零元素的絕對值之和。
對於l1範數,它的優化問題如下: mi
n||x
||1
s.t.
ax=b
由於l1範數的天然性質,對l1優化的解是乙個稀疏解,因此l1範數也叫做稀疏規則運算元。通過l1可以實現特徵的稀疏,去掉一些沒有資訊的特徵。
l2範數是我們最常用的範數了,歐式距離就是一種l2範數,它的定義如下: ||
x||2
=∑ix
2i−−
−−−√
對於l2範數,它的優化問題如下: mi
n||x
||2
s.t.
ax=b
l2範數通常會被用來優化目標函式的正則化項,防止模型為了迎合訓練集而國語複雜造成過擬合的情況,提高模型的泛化能力。
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