高斯过程
Gaussian ProcessGP进阶直接在「函数」上建概率分布的方法,预测时同时给出不确定度。
高斯过程是一种随机过程:任取有限个输入点,对应的函数值都服从多元正态分布。它由均值函数和协方差函数完全决定,后者也叫核函数,描述两个输入点的函数值有多相关。用来做回归时,给定少量观测,就能算出任意新输入处的预测均值和方差,天然带不确定度。经典教材是 Rasmussen 和 Williams 2006 年的《Gaussian Processes for Machine Learning》。缺点是计算量随数据量 n 按 n³ 增长,数据多时要用稀疏近似。机器人里它多用在数据很少的场合:学动力学模型(如 Deisenroth 与 Rasmussen 2011 年的 PILCO,几次试验就能从零学会控制),或用贝叶斯优化调控制参数。
例子PILCO 用高斯过程学习小车倒立摆的动力学,并把模型的不确定度计入长期预测,只用少量真实试验就学会了控制,而常规强化学习往往需要成百上千次尝试。
- 也叫
- 高斯过程回归、Gaussian Process Regression、GPR、克里金法
- 相关
- 系统辨识、基于模型的强化学习、不确定性估计、样本效率、安全强化学习、卡尔曼滤波
- 来源
- Gaussian process - Wikipedia
PILCO: A Model-Based and Data-Efficient Approach to Policy Search (Deisenroth & Rasmussen, ICML 2011)