图像算法:梯度vs Jacobian矩阵vs Hessian矩阵

 时间:2024-10-12 03:51:26

1、梯度向量:定义:目标函数f为单变量,是关于自变量向量x=(x1,x2,…,xn)T的函数,单变量函数f对向量x求梯度,结果为一个与向量x同维度的向量,称之为梯度向量;

图像算法:梯度vs Jacobian矩阵vs Hessian矩阵

3、Hessian矩阵:实际上,Hessian矩阵是梯度向量g(x)对自变量x的Jacobian矩阵:

图像算法:梯度vs Jacobian矩阵vs Hessian矩阵

5、海森矩阵在牛顿法中的应用牛顿法主要应用在两个方面:求方程的根; 最优化;1)求解方程:并不是所有的方程都有求根公式, 或者求根公式很复杂, 导致求解秀吁碹歌困难;利用牛顿法, 可以迭代求解;原理:利用泰勒公式, 在x0处一阶展开,即f(x)=f(x0)+(x-x0)f’(x0);求解方程f(x)=0,即f(x0)+(x-x0)f’(x0)=0, 求解x=x1=x0-f(x0)/f’(x0),因为利用泰勒公式的一阶展开, f(x)=f(x0)+(x-x0)f’(x0)处是近似相等;f(x1)的值比f(x0)更接近f(x)=0,于是迭代求解;推出xn+1=xn–f(xn)/f’(xn)通过迭代, 这个式子必然在f(x^∗)=0的时候收敛;整个过程如下图:

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