在求解高维问题时,Hessian矩阵的逆矩阵计算之所以会很繁琐,主要原因如下:
计算复杂度高:Hessian矩阵的逆矩阵计算复杂度为O(n^3),其中n是问题的维度。在大数据时代,n通常达到千万以上,导致n^3的计算代价过大。
存储空间需求大:对于一个n×n的Hessian矩阵,需要O(n^2)的存储空间。在高维问题中,随着n的增加,所需的存储空间迅速增长。
数值稳定性问题:在实际计算中,Hessian矩阵可能不是正定的,这会导致求逆过程中出现数值稳定性问题。
计算成本高昂:每次迭代都需要重新计算Hessian矩阵及其逆矩阵,对于高维问题,这种计算成本非常高昂。
为了解决这些问题,研究者们提出了一些方法,如使用拟牛顿算法通过一个正定矩阵来近似代替Hessian矩阵的逆矩阵,从而降低运算复杂度。此外,还有通过外积近似来高效计算Hessian矩阵的逆的方法。
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