单调变分不等式问题的自适应算法及应用

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最优化方法具有广泛的应用,在信号处理,图像恢复,矩阵完整化,机器学习等信息技术领域中也有许多问题可以归结为一个优化问题,最优解所满足的KKT条件可以转化为一个变分不等式问题,其中凸优化问题对应于一个单调变分不等式。投影算法是求解变分不等式问题的一类简单有效的方法,适合求解大规模问题。本文的工作动机是对投影收缩方法进行改进,通过引入自适应步长选取策略,结合BB算法,得到新的求解单调变分不等式问题的自适应投影收缩算法,并以互补问题为算例验证算法的有效性。  本研究主要内容包括:⑴针对求解单调变分不等式问题的投影算法,引入一个度量函数,从而得到一种修正的自适应步长。该度量函数能够从理论上证明修正的算法比原算法有更好的下降性。在适当的条件下,我们建立了该算法的全局收敛性。数值实验表明该算法比原算法更优越。⑵针对变分不等式问题的投影收缩算法,结合自适应的BB步长选取策略,提出一种自适应谱梯度投影算法求解单调变分不等式问题,在一定条件下,证明算法的全局收敛性。数值实验表明自适应BB步长能有效提p原有算法的计算效率。
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