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3.4.3 GPLVM模型训练

GPLVM中需要确定的模型参数包括核函数中的超参数Θ和隐变量X。对GPLVM训练最直接的方法就是使观测数据Y的对数似然负数最小:

采用的优化算法是尺度共轭梯度(Scaled Conjugate Gradient,SCG)优化算法[9]

对于超参数Θ,其梯度表示为

其中,

利用SCG算法计算Θ的具体步骤见算法3-4。

算法3-4 SCG算法

输入:观测变量Yε>0。

输出:模型超参数Θ

1)初始化,选取初始点Θ1,令t=1。

2)迭代:

①按照式(3-30)计算对数似然的梯度。

②若,则转到步骤3;否则转到下一步。

③令

④计算st=-gt+λtst,其中

⑤令Θt+1=Θt+λtst

⑥令t=t+1。

⑦若‖gt‖≤ε,则转到步骤3;否则转到步骤2的第4步。

3)输出

SCG算法收敛时,得到对应的超参数的值。对隐变量X的优化与超参数类似。GPLVM整个训练过程采用对ΘX的交替优化进行。