Кіріспе
Оптимизация алгоритмі
Франк-Волф алгоритмі – шектеулі дөңес оптимизация үшін итеративті бірінші реттік оптимизация алгоритмі. Сонымен қатар шартты градиент әдісі, азайтылған градиент алгоритмі және дөңес комбинация алгоритмі деп те аталады. Бұл әдіс алғаш рет 1956 жылы Маргарит Франк пен Филип Вулф есімді ғалымдар тарапынан ұсынылған. Әр итерацияда Франк-Волф алгоритмі мақсатты функцияның сызықтық жуықтауын қарастырады және осы сызықтық функцияның ең кіші мәніне қарай жылжиды (сол доменді пайдалана отырып).
The Frank–Wolfe algorithm is an iterative first order optimization algorithm for constrained convex optimization. Also known as the conditional gradient method, reduced gradient algorithm and the convex combination algorithm, the method was originally proposed by Marguerite Frank and Philip Wolfe in 1956. In each iteration, the Frank–Wolfe algorithm considers a linear approximation of the objective function, and moves towards a minimizer of this linear function (taken over the same domain).
Қасиеттері
Градиенттік төмендеу сияқты бәсекелес әдістер әр итерацияда шешімді мүмкін болатын жиынға қайтару үшін проекция қадамын қажет етеді, ал Франк-Волф алгоритміне әр итерацияда сол жиынға қатысты дөңгелектелген мәселенің шешімі ғана қажет, және ол автоматты түрде мүмкін болатын жиында қалады. Франк-Волф алгоритмінің жуықтасуы жалпы алғанда сублинейлі: мақсаттық функциядағы оптималға қате k итерациядан кейін, егер градиент белгілі бір нормаға қатысты Липшиц үздіксіз болса. Егер қосалқы мәселелер шамамен шешілсе, дәл осындай жуықтасу жылдамдығын көрсетуге болады. Алгоритмнің итерацияларын әрқашан мүмкін болатын жиынның шеткі нүктелерінің сирегі дөңгелектелген комбинациясы ретінде көрсетуге болады, бұл машиналық оқыту және сигналды өңдеу мәселелерінде сирегі ашкөз оптимизациялау алгоритмінің танымалдылығына, сондай-ақ, мысалы, көлік желілеріндегі ең төменгі құнмен ағынды оптимизациялауға көмектесті. Егер мүмкін болатын жиын сызықтық шектеулер жиынтығымен берілсе, онда әр итерацияда шешілетін қосалқы мәселе сызықтық бағдарламаға айналады. Ең нашар жағдайдағы жуықтасу жылдамдығын жалпы жақсарту мүмкін болмаса, кейбір арнайы мәселелер кластары үшін, мысалы, кейбір күшті дөңгелектелген мәселелер үшін жылдам жуықтасуға қол жеткізуге болады.