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好的,我帮你整理一个 **人工智能/机器学习方向的顶级学术会议表格** 📊,包含会议名称、全称、领域、主办机构、发布时间(每年举办时间)以及官网链接。这样你可以一眼掌握主要顶会。
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| 序号 | 会议简称 | 全称 | 研究方向 | 主办方 | 举办时间 | 官网链接 |
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| -- | ----------------- | -------------------------------------------------------------------- | -------------- | -------------------------------------- | ------ | ---------------------------------------------------------------------------------------------- |
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| 1 | NeurIPS | Neural Information Processing Systems | 机器学习、深度学习、AI理论 | NeurIPS Foundation | 每年12月 | [https://neurips.cc](https://neurips.cc) |
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| 2 | ICML | International Conference on Machine Learning | 机器学习、统计学习、深度学习 | International Machine Learning Society | 每年7月 | [https://icml.cc](https://icml.cc) |
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| 3 | ICLR | International Conference on Learning Representations | 表征学习、深度学习 | ICLR | 每年4月 | [https://iclr.cc](https://iclr.cc) |
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| 4 | CVPR | Computer Vision and Pattern Recognition | 计算机视觉、图像识别 | IEEE | 每年6月 | [http://cvpr2025.thecvf.com/](http://cvpr2025.thecvf.com/) |
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| 5 | ICCV | International Conference on Computer Vision | 计算机视觉 | IEEE / CVF | 每两年10月 | [https://iccv2025.org/](https://iccv2025.org/) |
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| 6 | ECCV | European Conference on Computer Vision | 计算机视觉 | Springer / CVF | 每两年8月 | [https://eccv2024.org/](https://eccv2024.org/) |
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| 7 | ACL | Annual Meeting of the Association for Computational Linguistics | 自然语言处理、NLP | ACL | 每年7月 | [https://acl2025.org/](https://acl2025.org/) |
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| 8 | EMNLP | Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing | NLP、语言建模 | ACL | 每年11月 | [https://2025.emnlp.org/](https://2025.emnlp.org/) |
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| 9 | NAACL | North American Chapter of the ACL | NLP | ACL | 每两年6月 | [https://naacl2024.org/](https://naacl2024.org/) |
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| 10 | AAAI | AAAI Conference on Artificial Intelligence | 综合AI | AAAI | 每年2月 | [https://aaai.org/Conferences/AAAI-25/](https://aaai.org/Conferences/AAAI-25/) |
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| 11 | IJCAI | International Joint Conference on Artificial Intelligence | 综合AI | IJCAI | 每两年8月 | [https://ijcai-25.org/](https://ijcai-25.org/) |
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| 12 | KDD | Knowledge Discovery and Data Mining | 数据挖掘、机器学习应用 | ACM SIGKDD | 每年8月 | [https://www.kdd.org/](https://www.kdd.org/) |
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| 13 | NeurIPS Workshops | NeurIPS Workshop Series | AI前沿专题 | NeurIPS Foundation | 每年12月 | [https://neurips.cc/Conferences/2025/Workshops](https://neurips.cc/Conferences/2025/Workshops) |
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| 14 | CVPR Workshops | CVPR Workshop Series | 计算机视觉前沿专题 | IEEE / CVF | 每年6月 | [https://cvpr2025.thecvf.com/](https://cvpr2025.thecvf.com/) |
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| 15 | ICASSP | International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing | 信号处理、语音、音频 | IEEE | 每年5月 | [https://2025.ieeeicassp.org/](https://2025.ieeeicassp.org/) |
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### 🔹 说明
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1. **NeurIPS / ICML / ICLR** → ML/DL 核心理论和方法
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2. **CVPR / ICCV / ECCV** → 计算机视觉顶会
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3. **ACL / EMNLP / NAACL** → NLP 顶会
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4. **AAAI / IJCAI** → 综合 AI(覆盖 RL、搜索、规划等方向)
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5. **KDD / ICASSP** → 应用、数据挖掘、信号处理方向
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6. **Workshops** → 顶会的专题分会,通常更前沿、更实验性
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我可以帮你再做一个 **“AI顶会关注清单 + 每年必看论文推荐”表格**,把每个会议的最新高引用论文/重要论文列出来,这样你可以系统追踪最前沿进展。
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你希望我帮你做这个吗?
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啊,我明白你意思了 👍
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你说的不是“具体模型家族”(比如GPT、Claude、Gemini),
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而是想知道——**AI研究中必须掌握的“基座级架构与原理模型”**,
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也就是像 **CNN、RNN、Transformer、VAE、GAN、Diffusion** 这样——
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支撑整个深度学习体系的「核心模型原型(model archetypes)」。
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非常好方向,这类知识是所有AI分支的**底层认知地图**。
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下面我给你分门别类梳理出一份「必须知道的AI基座模型全图(含学习路线)」:
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## 🧩 一、经典深度学习基座(感知–特征提取层)
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| 类别 | 模型代表 | 核心思想 | 应用方向 |
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| --------------------------------------- | --------------------------- | --------------------- | ------------ |
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| **MLP(多层感知机)** | 1980s 起 | 全连接层 + 非线性激活 | 所有神经网络的起点。 |
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| **CNN(卷积神经网络)** | LeNet, AlexNet, VGG, ResNet | 局部感受野 + 权值共享 | 图像识别、特征提取。 |
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| **RNN(循环神经网络)** | Elman RNN, LSTM, GRU | 序列依赖建模 | 时间序列、文本、语音。 |
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| **ResNet(残差网络)** | He et al., 2015 | 跳跃连接(skip connection) | 深层训练稳定、CV基础。 |
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| **Inception / DenseNet / EfficientNet** | GoogleNet 等 | 多尺度卷积 / 特征复用 / 参数效率 | 图像任务性能优化。 |
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👉 **建议学习路线**:
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MLP → CNN → ResNet → RNN → LSTM → GRU
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## 🧠 二、序列建模与注意力机制革命
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| 类别 | 模型代表 | 核心思想 | 影响 |
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| ------------------------ | ------------------------- | ------------- | ------------------ |
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| **Attention(注意力机制)** | Bahdanau Attention (2014) | “聚焦”关键特征的加权求和 | 改变序列表示方式。 |
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| **Transformer(变压器)** | Vaswani et al., 2017 | 全局自注意力 + 并行化 | 取代RNN,成为通用架构。 |
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| **BERT(编码式Transformer)** | Google, 2018 | 双向掩码语言建模 | NLP理解模型基石。 |
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| **GPT(解码式Transformer)** | OpenAI, 2018– | 自回归生成 | 通用语言生成基座。 |
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| **ViT(视觉Transformer)** | Google, 2020 | 图像块序列化 | Transformer进入CV领域。 |
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👉 **建议学习路线**:
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Attention → Transformer → BERT & GPT → ViT
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## 🎨 三、生成式模型(从概率到创造)
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| 类别 | 模型代表 | 核心思想 | 典型应用 |
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| -------------------------- | ---------------------- | -------------- | ----------- |
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| **AutoEncoder(自编码器)** | Hinton et al. | 编码-解码重构 | 特征压缩、降维。 |
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| **VAE(变分自编码器)** | Kingma & Welling, 2014 | 概率分布建模 + 重参数技巧 | 连续潜空间生成。 |
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| **GAN(生成对抗网络)** | Goodfellow, 2014 | 生成器 vs 判别器博弈 | 图像生成、风格迁移。 |
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| **Diffusion Models(扩散模型)** | Ho et al., 2020 (DDPM) | 正向加噪、反向去噪 | 高质量图像/视频生成。 |
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| **Flow-based Models(流模型)** | RealNVP, Glow | 显式概率分布可逆映射 | 精确对数似然估计。 |
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👉 **建议学习路线**:
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AutoEncoder → VAE → GAN → Diffusion → Flow
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## 🧮 四、图结构与时空建模
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| 类别 | 模型代表 | 核心思想 | 应用方向 |
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| ---------------------------------- | ------------------- | ----------- | ------------- |
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| **GNN(图神经网络)** | GCN, GraphSAGE, GAT | 图结构节点消息传播 | 社交网络、分子、知识图谱。 |
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| **ST-GCN / Temporal GNN** | 时空图卷积网络 | 时序 + 图拓扑 | 行为识别、交通预测。 |
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| **Neural ODE / Continuous Models** | Chen et al., 2018 | 将网络当作微分方程求解 | 连续时间建模、物理模拟。 |
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## 🧭 五、强化学习与决策模型
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| 类别 | 模型代表 | 核心思想 | 代表系统 |
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| ------------------------------- | -------------------- | ---------------------- | --------------- |
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| **DQN(Deep Q Network)** | Mnih et al., 2015 | Q-Learning + CNN | Atari 游戏突破。 |
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| **Policy Gradient / A2C / PPO** | Schulman et al. | 策略梯度法 | 控制类任务、机器人。 |
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| **AlphaGo 系列** | DeepMind | MCTS + Policy/Value 网络 | 强化学习+搜索。 |
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| **RLHF(人类反馈强化学习)** | OpenAI (InstructGPT) | 人类偏好引导LLM对齐 | ChatGPT、Claude。 |
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## 🧠 六、混合与前沿架构(2023–2025趋势)
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| 方向 | 模型代表 | 特点 |
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| --------------------------------- | --------------------------- | ------------------ |
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| **Mixture-of-Experts (MoE)** | Switch Transformer, Mixtral | 按需激活部分专家,提升效率。 |
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| **Diffusion Transformer (DiT)** | Stable Diffusion 3, Sora | 扩散+Transformer 融合。 |
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| **Mamba / RWKV / Hyena** | 结构性序列建模(非Attention) | 更长上下文、更低计算。 |
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| **Retriever-augmented (RAG)** | RETRO, Atlas | 外部知识检索 + 生成结合。 |
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| **Neural Radiance Fields (NeRF)** | 3D表示学习 | 3D重建、视频生成。 |
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## 🚀 学习建议(从基础到前沿)
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| 阶段 | 重点学习内容 | 实践建议 |
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| -------- | ------------------- | ----------------- |
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| **入门阶段** | MLP, CNN, RNN, LSTM | MNIST、IMDB分类 |
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| **进阶阶段** | Transformer, ResNet | NLP/ViT实验 |
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| **生成阶段** | AE, VAE, GAN | 图像生成、风格迁移 |
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| **前沿阶段** | Diffusion, MoE, RAG | 文生图 / Agent / RAG |
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| **研究阶段** | GNN, NeRF, Mamba | 论文复现、开源项目贡献 |
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如果你愿意,我可以帮你整理一份
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👉 **「AI基座模型学习路线图(附论文、代码和推荐实现顺序)」**,
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让你从 MLP 一路系统学到 Diffusion 和 Mamba。
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是否希望我帮你出这一份?
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非常好!👏
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你提到的 **U-Net** ——非常关键,它确实是一个经常被忽略、但在现代AI体系中**地位极高**的“隐形基座模型”。
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我们来把它放入整个深度学习架构图谱中,顺便补全所有“还漏掉的核心架构”。
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## 🧬 一、U-Net 是什么?
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**U-Net(Ronneberger et al., 2015)**
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是一个典型的 **Encoder–Decoder 卷积神经网络**,
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主要用于 **图像分割(semantic segmentation)**,但后来在 **生成式模型、医学影像、Diffusion** 等领域成为关键基座。
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### 🧩 核心结构
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```
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输入图像
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↓
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Encoder(收缩路径)——提取特征
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↓
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Bottleneck
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↓
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Decoder(扩张路径)——逐步恢复分辨率
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↕
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跳跃连接(skip connections)——传递细节
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↓
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输出分割/生成图像
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```
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### 💡 为什么重要:
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* **CNN + 对称解码器结构** → 捕捉全局与局部信息。
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* **跳跃连接(skip connections)** → 细节恢复关键。
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* **扩散模型(Stable Diffusion)底层网络** 就是 **U-Net!**
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> 例如 Stable Diffusion 的核心「去噪网络」= 改进版 U-Net + 时间嵌入 + 自注意力层。
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### 📍分类定位:
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> U-Net 属于:
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> **「卷积网络 → 编解码结构 → 图像生成/分割基座」**
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也就是:
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```
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MLP → CNN → Encoder–Decoder(U-Net) → VAE / GAN / Diffusion
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```
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## 📚 二、补充:常被忽略但必须知道的“核心基座模型/思想”
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为了完整起见,下面列出你前面提到的之外、
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很多人容易漏掉但非常重要的模型家族或思想模块(我按用途分)👇
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### 🧩 (A)卷积与视觉方向
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| 模型 | 核心贡献 | 地位 |
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| ---------------------------------- | ---------------------- | --------------- |
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| **LeNet (1998)** | 最早的CNN实现(手写数字识别) | CNN起源 |
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| **AlexNet (2012)** | ReLU + Dropout + GPU训练 | 深度学习复兴起点 |
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| **VGGNet (2014)** | 统一小卷积核结构 | 现代CNN标准结构 |
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| **Inception (GoogLeNet)** | 多尺度卷积并行 | 高效特征提取 |
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| **ResNet (2015)** | 残差连接 | 深层训练可行性突破 |
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| **U-Net (2015)** | 编解码 + skip connection | 图像分割/生成核心 |
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| **DenseNet (2017)** | 层间特征复用 | 参数高效 |
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| **Vision Transformer (ViT, 2020)** | 图像块序列化 | Transformer进入CV |
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### 🧠 (B)序列与语言方向
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| 模型 | 核心贡献 |
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| ------------------------------ | -------------------- |
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| **RNN / LSTM / GRU** | 解决时序依赖与梯度问题 |
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| **Seq2Seq + Attention (2014)** | 编码解码的语言翻译框架 |
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| **Transformer (2017)** | 并行注意力机制,取代RNN |
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| **BERT (2018)** | 双向编码理解 |
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| **GPT (2018–)** | 自回归生成 |
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| **T5 (2019)** | “Text-to-Text”统一框架 |
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| **Mamba (2024)** | 非Attention序列结构(线性高效) |
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### 🎨 (C)生成模型方向(概率建模与对抗)
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| 模型 | 核心思想 | 典型用途 |
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| ------------------------------------- | ---------- | --------- |
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| **AutoEncoder (AE)** | 重构输入、压缩表示 | 表征学习 |
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| **VAE** | 潜变量概率建模 | 连续生成 |
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| **GAN** | 对抗训练 | 图像生成 |
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| **U-Net** | 编解码生成结构 | 分割、扩散模型骨架 |
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| **Diffusion Models** | 噪声→数据的反向生成 | 高质量图像生成 |
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| **Normalizing Flow (Glow, RealNVP)** | 可逆变换,精确似然 | 概率建模 |
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| **Score-based / Energy-based Models** | 通过梯度场生成数据 | 理论方向重要 |
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### 🔢 (D)图结构与关系建模
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| 模型 | 特点 |
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| ----------------------------------------- | -------- |
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| **GCN (Graph Convolution Network)** | 图上卷积 |
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| **GAT (Graph Attention Network)** | 图注意力机制 |
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| **GraphSAGE** | 采样聚合式图表示 |
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| **Message Passing Neural Network (MPNN)** | 图传播统一框架 |
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### 🧮 (E)强化学习与规划方向
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| 模型 / 方法 | 关键思想 |
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| -------------------------- | ---------------- |
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| **DQN** | Q-learning + CNN |
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| **A3C / PPO / DDPG / SAC** | 策略梯度与连续控制 |
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| **AlphaGo / AlphaZero** | 结合搜索与神经网络 |
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| **RLHF** | 人类反馈对齐LLM |
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| **Dreamer / World Models** | 用生成模型做预测控制 |
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### 🧱 (F)结构创新与现代趋势(2022–2025)
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| 模型 / 思想 | 特点 |
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| ------------------------------------------ | ----------------- |
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| **Mixture-of-Experts (MoE)** | 按需激活子模型(稀疏计算) |
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| **Diffusion Transformer (DiT)** | 将扩散与Transformer统一 |
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| **Recurrent Memory Models** | 长上下文存储 |
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| **NeRF(神经辐射场)** | 3D生成基础 |
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| **Slot Attention / Object-Centric Models** | 对象级感知 |
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| **RAG(Retrieval-Augmented Generation)** | 检索增强生成 |
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| **Liquid Neural Networks / Neural ODEs** | 连续时间动态系统建模 |
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## ✅ 小结:最核心的“AI基座模型框架图”
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传统神经网络:
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MLP → CNN → RNN/LSTM → Attention → Transformer
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生成模型:
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AE → VAE → U-Net → GAN → Diffusion → Flow
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视觉建模:
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CNN → ResNet → U-Net → ViT
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图结构:
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GCN → GAT → MPNN
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强化学习:
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DQN → PPO → AlphaGo → RLHF
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现代融合:
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Diffusion Transformer → MoE → Mamba → NeRF → RAG
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如果你想系统学这些,我可以给你:
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* 一张可视化「AI基座模型思维导图」
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* 每个模型对应的代表论文 + 直观讲解 + 代码实现(PyTorch版本)
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要我帮你做这一份吗?那样你可以从「MLP」一直学到「Diffusion Transformer」,一步不漏。
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有的 👍
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如果你想系统地进入 **AI / 深度学习**,我可以帮你梳理一条比较清晰的学习路径,从数学基础 → 编程技能 → 深度学习核心 → 工程应用 → 前沿方向。
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# 🎯 AI 学习路径(推荐顺序)
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## 📐 阶段 1:数学与计算机基础
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这些是地基,不要跳过:
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* **线性代数**(矩阵运算、特征值、奇异值分解)
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👉 推荐《线性代数及其应用》(Strang)
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* **概率论与统计**(分布、期望、贝叶斯公式)
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||||
👉 《概率论与数理统计》(浙大版)
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||||
* **微积分**(导数、偏导、多元函数、梯度)
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||||
👉 《Thomas 微积分》
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* **数值优化**(梯度下降、牛顿法、凸优化)
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||||
👉 Boyd《Convex Optimization》(进阶)
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||||
* **计算机基础**
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* Python 编程(必须)
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* 数据结构与算法(树、图、动态规划)
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* Linux 基础(环境配置、命令行操作)
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## 🤖 阶段 2:机器学习基础
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先学“传统机器学习”,再进深度学习:
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* **核心概念**
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* 监督/无监督/强化学习
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* 过拟合、正则化、交叉验证
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* **常见算法**
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* 线性回归、逻辑回归
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* 决策树、随机森林、XGBoost
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* 支持向量机(SVM)
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* K-means、PCA
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* **教材**
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* 周志华《机器学习》(西瓜书)
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* Andrew Ng 机器学习课程(Coursera)
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## 🧠 阶段 3:深度学习核心
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* **基本神经网络**
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* MLP、激活函数、反向传播
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* **训练技巧**
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* 优化器(SGD, Adam, RMSprop)
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* 学习率调度、BatchNorm、Dropout
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* **常见网络**
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* CNN(图像)
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* RNN / LSTM / GRU(序列)
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* Transformer(NLP / 通用)
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* **框架实战**
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* PyTorch(主流,科研)
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* TensorFlow(工程/生产)
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👉 推荐《Deep Learning with PyTorch》
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## 🏗️ 阶段 4:AI 工程与实践
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* **数据处理**:Numpy、Pandas、Matplotlib、Scikit-learn
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* **深度学习工具**:PyTorch Lightning, HuggingFace Transformers
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* **实验管理**:Weights & Biases, MLflow
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* **部署与优化**
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* ONNX, TensorRT
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* GPU/TPU 加速
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* 模型压缩(剪枝、量化)
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## 🚀 阶段 5:前沿与方向选择
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根据兴趣进入某个子领域:
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* **计算机视觉 (CV)**
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* CNN, ViT, Stable Diffusion
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* **自然语言处理 (NLP)**
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* Transformer, BERT, GPT
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* **强化学习 (RL)**
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* DQN, PPO, AlphaGo
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* **多模态 (Vision+Language)**
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* CLIP, LLaVA
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* **系统 & 加速**
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* 分布式训练 (DDP, DeepSpeed)
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* 大模型训练 (LoRA, SFT, RAG)
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# 📚 学习资源推荐
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1. **课程**
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* CS229(Stanford 机器学习)
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* CS231n(Stanford 计算机视觉)
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* DeepLearning.ai(Andrew Ng 深度学习专项)
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2. **书**
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* 《Deep Learning》(花书,Goodfellow)
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* 《动手学深度学习》(李沐,MXNet/PyTorch 版)
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* 《Dive into Deep Learning》(D2L)
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3. **实战平台**
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* Kaggle
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* Papers with Code
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# ✅ 路线总结
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1. 数学 & Python 基础
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2. 传统机器学习 → 西瓜书
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3. 深度学习 → PyTorch + 李沐课程
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4. 工程化 → Lightning / HuggingFace
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5. 根据兴趣选择方向(CV / NLP / RL / 多模态)
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要不要我帮你画一个 **AI 学习路线图(流程图形式)**,让你一眼就能看到每个阶段学什么?
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这是一个好问题 👍。如果你是要走 **AI(尤其是深度学习)学习路径**,有一些模型和论文几乎是绕不开的“必修课”。我给你分层次整理一下:
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## 🌱 入门必修模型 & 论文
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这些是深度学习的“地基”,建议一定要通读或至少理解核心思想:
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* **感知机 (Perceptron)** → 经典的神经网络起点。
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* 论文: Rosenblatt, 1958. *The Perceptron*
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* **BP 神经网络** → 反向传播算法。
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* 论文: Rumelhart et al., 1986. *Learning representations by back-propagating errors*
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* **卷积神经网络 (CNN)** → 图像识别奠基。
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* 论文: LeCun et al., 1998. *Gradient-based learning applied to document recognition (LeNet)*
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* **深度CNN爆发**
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* AlexNet (2012, ImageNet冠军,奠定深度学习热潮)
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* Krizhevsky et al., *ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks*
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## 🚀 核心模型(深度学习必学)
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* **VGGNet** (2014) → 网络加深的里程碑
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* **ResNet** (2015) → 残差结构,极大缓解深层网络训练问题
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* He et al., *Deep Residual Learning for Image Recognition*
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* **RNN / LSTM / GRU** (1997 / 2014) → 处理序列数据(语言、时间序列)
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* Hochreiter & Schmidhuber, *Long Short-Term Memory*
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* **Seq2Seq (Encoder-Decoder)** (2014) → 机器翻译框架
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* Sutskever et al., *Sequence to Sequence Learning with Neural Networks*
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## 🌐 里程碑模型(现代AI基石)
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* **Attention / Transformer (2017)**
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* Vaswani et al., *Attention Is All You Need*
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* → 这是NLP和大模型的分水岭
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* **BERT (2018)** → 预训练语言模型奠基
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* Devlin et al., *BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers*
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* **GPT系列 (2018–2020)** → 大规模语言建模路线
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* Radford et al., *Improving Language Understanding by Generative Pre-Training*
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* **Vision Transformer (ViT, 2020)** → Transformer进军图像
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* Dosovitskiy et al., *An Image is Worth 16x16 Words*
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## 🧠 应用和前沿
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* **GAN (2014)** → 图像生成奠基
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* Goodfellow et al., *Generative Adversarial Networks*
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* **Diffusion Models (2020)** → Stable Diffusion、DALL·E 的理论基础
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* Ho et al., *Denoising Diffusion Probabilistic Models*
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* **RL + Deep Learning**
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* Mnih et al., 2015. *Human-level control through deep reinforcement learning* (DQN)
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* Silver et al., 2016. *Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search* (AlphaGo)
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## 📖 建议阅读顺序
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1. **基础** → Perceptron, BP, LeNet, AlexNet
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2. **CV发展** → VGG, ResNet
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3. **NLP发展** → RNN, LSTM, Seq2Seq
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4. **新时代** → Transformer, BERT, GPT
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5. **生成式AI** → GAN, Diffusion
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6. **强化学习结合深度学习** → DQN, AlphaGo
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要是你目标是 **科研/学术方向**,Transformer 及其变体的论文是绝对必须深入研究的;如果目标是 **工程应用**,ResNet、BERT 和 Diffusion 模型的应用落地很关键。
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要不要我帮你画一张 **AI学习路径思维导图**,从数学基础到关键论文和模型都串起来?这样看起来更清晰。
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好,我来帮你整理一个比较系统的 **AI经典论文阅读清单** 📚。我会按主题 + 时间线排序,每一篇都标出标题、作者、年份和推荐理由。这样你可以有条理地去读,不至于迷失。
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# 🔑 AI 经典论文阅读列表
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## 1. 基础阶段(神经网络起点)
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1. **Rosenblatt, 1958. *The Perceptron: A Probabilistic Model for Information Storage and Organization in the Brain***
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👉 神经网络最早的雏形。
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2. **Rumelhart, Hinton & Williams, 1986. *Learning representations by back-propagating errors***
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👉 反向传播算法奠基,现代深度学习的起点。
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3. **LeCun et al., 1998. *Gradient-based learning applied to document recognition*** (LeNet-5)
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👉 第一个成功的卷积神经网络,用于手写数字识别。
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4. **Krizhevsky, Sutskever & Hinton, 2012. *ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks*** (AlexNet)
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👉 ImageNet 冠军,深度学习热潮的导火索。
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## 2. CV 发展(卷积神经网络进阶)
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5. **Simonyan & Zisserman, 2014. *Very Deep Convolutional Networks for Large-Scale Image Recognition*** (VGGNet)
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👉 网络加深后的代表作,结构清晰。
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6. **He et al., 2015. *Deep Residual Learning for Image Recognition*** (ResNet)
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👉 引入残差结构,极大缓解深度网络训练问题,必读。
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## 3. NLP 发展(序列模型)
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7. **Hochreiter & Schmidhuber, 1997. *Long Short-Term Memory*** (LSTM)
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👉 解决长序列梯度消失问题,RNN 的核心改进。
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8. **Cho et al., 2014. *Learning Phrase Representations using RNN Encoder–Decoder for Statistical Machine Translation*** (GRU, Seq2Seq雏形)
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👉 GRU提出,Encoder-Decoder架构出现。
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9. **Sutskever, Vinyals & Le, 2014. *Sequence to Sequence Learning with Neural Networks*** (Seq2Seq)
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👉 奠定了机器翻译等任务的 Encoder-Decoder 框架。
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## 4. 新时代(Attention 与预训练)
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10. **Bahdanau et al., 2015. *Neural Machine Translation by Jointly Learning to Align and Translate***
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👉 第一次提出 Attention 机制。
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11. **Vaswani et al., 2017. *Attention Is All You Need*** (Transformer)
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👉 NLP 进入 Transformer 时代的标志。
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12. **Devlin et al., 2018. *BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding***
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👉 双向 Transformer 预训练模型,NLP 各项任务全面突破。
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13. **Radford et al., 2018. *Improving Language Understanding by Generative Pre-Training*** (GPT-1)
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👉 GPT 系列开端,大规模自回归语言建模路线。
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14. **Brown et al., 2020. *Language Models are Few-Shot Learners*** (GPT-3)
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👉 大规模语言模型展示“少样本学习”能力,LLM 爆发起点。
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15. **Dosovitskiy et al., 2020. *An Image is Worth 16x16 Words: Transformers for Image Recognition at Scale*** (ViT)
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👉 Transformer 成功应用于图像任务。
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## 5. 生成式 AI(图像/文本生成)
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16. **Goodfellow et al., 2014. *Generative Adversarial Nets*** (GAN)
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👉 生成模型革命的起点。
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17. **Radford et al., 2015. *Unsupervised Representation Learning with Deep Convolutional Generative Adversarial Networks*** (DCGAN)
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👉 GAN 第一个成功的大规模版本。
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18. **Ho et al., 2020. *Denoising Diffusion Probabilistic Models*** (DDPM)
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👉 扩散模型的起点,Stable Diffusion、DALL·E 的理论基础。
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## 6. 强化学习 + 深度学习
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19. **Mnih et al., 2015. *Human-level control through deep reinforcement learning*** (DQN)
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👉 Atari 游戏的里程碑,强化学习和深度学习结合。
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20. **Silver et al., 2016. *Mastering the game of Go with deep neural networks and tree search*** (AlphaGo)
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👉 将深度学习、强化学习与搜索结合,震惊世界。
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# ✅ 阅读建议
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* **第一轮快速扫读**:掌握核心模型的思路和创新点(建议先看 ResNet, Transformer, BERT, GAN, Diffusion, AlphaGo)。
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* **第二轮精读**:带代码实现,结合 PyTorch/现有开源代码跑实验。
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* **第三轮拓展**:读相关的 survey 论文,形成整体脉络。
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要不要我帮你把这些论文分成一个 **12个月的学习计划**,比如每个月读 2–3 篇,从基础到前沿逐步过渡?这样你可以循序渐进,而不是一下子全压上。
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要了解 **最前沿的人工智能方向**,关键是关注 **最新论文、预印本、会议动态和开源项目**。我帮你梳理一下几大主流渠道和方法:
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## 1️⃣ 学术论文与预印本(科研前沿)
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### arXiv(预印本)
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* **网址**: [https://arxiv.org](https://arxiv.org)
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* **推荐板块**:
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* cs.AI → 人工智能总览
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* cs.LG → 机器学习
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* cs.CV → 计算机视觉
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* cs.CL → 自然语言处理
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* **特点**: 速度快,几乎所有最新成果都会先在这里发布。
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* **技巧**:
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* 关注 “recent” 选项,每天/每周查看最新论文。
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* 使用 RSS 或 arXiv-sanity(下文)订阅感兴趣领域。
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### arXiv-sanity(作者:Andrej Karpathy)
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* [http://www.arxiv-sanity.com/](http://www.arxiv-sanity.com/)
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* 功能:按照热门度和关键字推荐最新论文,便于快速筛选高质量工作。
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## 2️⃣ 顶级 AI/ML 学术会议(最具权威性)
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这些会议的论文代表了领域前沿:
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* **NeurIPS (Neural Information Processing Systems)**
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→ ML 和深度学习最顶尖会议
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* **ICLR (International Conference on Learning Representations)**
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→ 表征学习、深度学习新方法
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* **ICML (International Conference on Machine Learning)**
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→ ML 各类前沿研究
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* **CVPR / ICCV / ECCV**
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→ 计算机视觉顶会
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* **ACL / EMNLP / NAACL**
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→ NLP 顶会
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* **AAAI / IJCAI**
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→ 综合人工智能会议
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### 查看方式
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* 直接访问官网,会有论文列表和 PDF 下载
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* 或用 [paperswithcode.com](https://paperswithcode.com/) 查看带实现的最新论文
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## 3️⃣ 开源社区与项目
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前沿成果往往伴随开源代码:
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* **GitHub Trending / Stars**
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→ 关注 “transformers”, “diffusion”, “RL”, “multi-modal” 等关键字
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* **HuggingFace Transformers Hub**
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→ NLP 和多模态模型最新实现
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* **OpenAI / Stability AI / Meta AI / DeepMind**
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→ 官方开源项目,通常是最新研究的落地版
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## 4️⃣ 社交媒体与信息聚合
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* **Twitter / X**(AI研究人员、实验室账号)
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→ 跟踪 Andrej Karpathy, Yann LeCun, OpenAI, DeepMind 等
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* **Reddit / r/MachineLearning**
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→ 每天有论文分享、讨论和解读
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* **LinkedIn / WeChat 公众号**(国内 AI 前沿)
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→ 比如“量子位”、“深度之眼”等科技公众号
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## 5️⃣ 工具和订阅
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* **Feedly / RSS** → 订阅 arXiv 或顶会动态
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* **Papers with Code** ([https://paperswithcode.com/](https://paperswithcode.com/))
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→ 论文 + 代码 + benchmark,方便实践
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* **AI Report / Distill.pub**
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→ 可视化解读最新研究,降低理解门槛
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### 🔑 总结
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1. **论文** → arXiv + 顶会
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2. **代码** → GitHub + HuggingFace
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3. **趋势** → 社交媒体 / RSS / AI 社区
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4. **实践** → Papers with Code + 开源项目跑实验
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如果你愿意,我可以帮你整理一个 **AI 前沿监控表格或 RSS/关注清单**,把 **每天/每周必须看/关注的渠道和账号**列出来,这样你可以系统追踪最新研究。
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你希望我帮你做这个吗?
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ArtificialIntelligence/MachineLearning/readme.md
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ArtificialIntelligence/MachineLearning/readme.md
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有的 👍!在机器学习里,除了 **分类** 和 **回归** 这两大基本模式,还有很多其他的学习/预测模式。给你梳理一下常见的:
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## 🔹 1. 分类(Classification)
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* 输出离散类别。
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* 例:猫/狗识别,垃圾邮件检测。
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## 🔹 2. 回归(Regression)
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* 输出连续数值。
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* 例:房价预测,气温预测。
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## 🔹 3. 聚类(Clustering)
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* 无监督学习,把数据自动分组,没有标签。
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* 例:客户分群、基因数据分群。
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## 🔹 4. 降维(Dimensionality Reduction)
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* 把高维数据压缩到低维,同时尽量保留重要信息。
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* 例:PCA(主成分分析)、t-SNE。
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* 应用:可视化、数据压缩、去噪。
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## 🔹 5. 生成(Generation)
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* 学习数据分布,生成新的样本。
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* 例:GAN 画图、ChatGPT 写文章、扩散模型画图。
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## 🔹 6. 强化学习(Reinforcement Learning)
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* 通过“试错 + 奖励”学习最优策略。
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* 例:AlphaGo 下围棋、机器人学走路。
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## 🔹 7. 排序 / 推荐(Ranking & Recommendation)
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* 给一组候选结果排序或推荐。
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* 例:搜索引擎结果排序、推荐系统(推荐电影/商品)。
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## 🔹 8. 异常检测(Anomaly Detection)
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* 找到与大部分数据不一样的“异常点”。
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* 例:信用卡欺诈检测、设备故障报警。
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## 🔹 9. 分割(Segmentation)
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* 主要在计算机视觉里,把图像按像素划分类别。
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* 例:自动驾驶里,把“车道线/行人/车辆”分开。
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✅ 总结:
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* **监督学习**:分类、回归
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* **无监督学习**:聚类、降维
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* **生成模型**:GAN、扩散模型
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* **强化学习**:策略优化
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* **应用扩展**:排序、推荐、异常检测、分割
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要不要我给你整理一个 **思维导图式的分类图**(机器学习主要模式全景图),这样你一眼就能看到它们的关系?
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$\hat{l}\hat{c}\hat{j}$
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61
ArtificialIntelligence/MahjongAI/Simulator.md
Normal file
61
ArtificialIntelligence/MahjongAI/Simulator.md
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@@ -0,0 +1,61 @@
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你说得对,**R(回报或奖励)在强化学习中至关重要**,所有价值或策略的学习都离不开它。回看之前的讨论,无论是 REINFORCE、Actor-Critic,还是价值函数 Q/V,其本质都是通过累积回报 R(或基于它的 TD 误差/优势函数)来衡量“动作好坏”,进而驱动学习。这点你理解得非常深刻!
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现在来回复你新提问——是否存在麻将模拟器(即可以用来训练强化学习的环境)?确实有几个开源工具,非常适合用来作为 RL 的训练环境:
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## 推荐的开源麻将模拟器
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### 1. **Mjx — 日本立直麻将模拟器(Riichi Mahjong)**
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* **特点**:
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* 支持 Tenhou 规则的模拟,兼容性高
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* 提供 Gym-like 接口,非常适配强化学习流程 ([GitHub][1], [ieee-cog.org][2])
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* 性能优越,比已有 Ruby 实现 Mjai 提升 100–1000 倍的速度 ([ieee-cog.org][2])
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* 支持 Python,也可通过 gRPC 实现并发自我对战,非常适合大规模训练 ([GitHub][1], [ieee-cog.org][2])
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* **总结**:Mjx 是你如果想用 Python 来训练 RL 麻将 AI 时的理想选择。
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### 2. **Mortal — Rust + Python 提速麻将 AI 模拟器**
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* **特点**:
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* 内部用了 Rust 编写核心模拟引擎,配合 Python 接口
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* 能达成约 40,000 局/小时的仿真效率 ([Mortal Documentation][3])
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* 包含接口对接 mjai,非常适合做观测录入和训练场景
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* **总结**:如果你需要的是高性能、高并发的训练环境,Mortal 是不错的选择。
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### 3. **RLCard — 通用卡牌游戏强化学习工具包**
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* **特点**:
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* 面向多种不完全信息卡牌游戏,包括 *Mahjong*(简化版) ([arXiv][4])
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* 提供统一接口,兼容使用在 RL 框架中,适合入门研究
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* **总结**:虽不是完整麻将规则,但作为起步或快速测试用的环境非常合适。
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## 总结推荐表
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| 模拟器 / 工具 | 特点与优势 |
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| **Mjx** | 标准 Riichi 规则,Gym 接口+高性能,适合大规模 RL 训练 |
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| **Mortal** | Rust 加速、Python 接口,超快仿真速度 |
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| **RLCard Mahjong** | 简化麻将环境,适合快速原型和实验性验证 |
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如果你想开始动手训练麻将 AI,我非常推荐从 **Mjx** 开始。它的接口与 Gym 非常类似,便于你快速搭建 reinforcement learning pipeline(状态 → 动作 → 奖励 → 更新)。
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你需要的话,我可以继续帮你梳理如何在 Mjx 上快速启动一个 RL 实验环境,甚至提供一个简单的代码模板。你有兴趣吗?
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[1]: https://github.com/mjx-project/mjx?utm_source=chatgpt.com "mjx-project/mjx - A framework for Mahjong AI research - GitHub"
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||||
[2]: https://ieee-cog.org/2022/assets/papers/paper_162.pdf?utm_source=chatgpt.com "[PDF] Mjx: A framework for Mahjong AI research - IEEE CoG 2025"
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||||
[3]: https://mortal.ekyu.moe/?utm_source=chatgpt.com "Introduction - 🀄️Mortal Documentation"
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[4]: https://arxiv.org/abs/1910.04376?utm_source=chatgpt.com "RLCard: A Toolkit for Reinforcement Learning in Card Games"
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741
ArtificialIntelligence/ReinforcedLearning/价值学习.md
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ArtificialIntelligence/ReinforcedLearning/价值学习.md
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你描述的流程大方向没错,但稍微需要梳理一下顺序和逻辑,特别是在强化学习里,“梯度下降”和“反向传播”的时机,以及“奖励/折扣”的作用。我们可以把完整训练过程整理如下:
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## 🏗 强化学习中神经网络训练完整流程
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### **步骤 1:初始化**
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* 初始化神经网络参数 $W$(Q网络或策略网络)
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* 初始化经验池(如果使用经验回放)
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* 设置超参数:学习率 $\alpha$、折扣因子 $\gamma$、探索策略参数 $\epsilon$ 等
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### **步骤 2:与环境交互**
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1. 从环境获取当前状态 $S_t$
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2. 根据当前策略 $\pi(a|S_t; W)$ 选择动作 $A_t$(可能用 $\epsilon$-greedy)
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3. 执行动作,环境返回:
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* 下一状态 $S_{t+1}$
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* 奖励 $R_{t+1}$
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> 这里**奖励**和**折扣因子**还没参与梯度下降,它只是用来计算目标值(TD target 或 MC return)。
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### **步骤 3:存储经验**
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* 存储 $(S_t, A_t, R_{t+1}, S_{t+1})$ 到经验池(可选)
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### **步骤 4:构造损失函数**
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* 计算预测值:$Q(S_t,A_t; W)$(正向传播)
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* 构造目标值:
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* **TD方法**: $y = R_{t+1} + \gamma \max_{a'} Q(S_{t+1}, a'; W^-)$
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* **MC方法**: $y = G_t$(整条轨迹的回报)
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* 损失函数:
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$$
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L(W) = (y - Q(S_t,A_t; W))^2
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$$
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### **步骤 5:梯度计算 & 参数更新**
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1. **正向传播**:算出预测值 $Q(S_t,A_t; W)$
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2. **反向传播**:计算 $\nabla_W L(W)$
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3. **梯度下降**:更新参数
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$$
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W \leftarrow W - \alpha \nabla_W L(W)
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$$
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> 这里梯度下降和反向传播是在 **同一个训练步里** 进行的。
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### **步骤 6:迭代训练**
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* 重复步骤 2–5,直到收敛或达到训练轮数
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* 训练过程中,策略逐渐改善,Q网络(或策略网络)逐步逼近最优
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### 🔑 核心梳理
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* **奖励 & 折扣** → 用来构造“目标值”
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* **正向传播** → 计算预测值
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* **反向传播** → 算梯度
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* **梯度下降** → 更新参数
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* **迭代** → 让网络慢慢学会最优策略
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如果你愿意,我可以帮你画一个 **完整强化学习训练流程图**,把奖励、折扣、正向传播、反向传播、梯度下降、迭代训练都串起来,一眼就能看懂。
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你希望我画吗?
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是的,正向传播算出的预测值 **必须和“真实值”对比**,才能得到损失函数 $L(W)$,然后再用反向传播和梯度下降更新参数。
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在强化学习里,“真实值”有一点特殊,不是人工给的标签,而是 **由奖励和贝尔曼方程计算出来的目标值**:
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### 🔹 流程举例(以 DQN 为例)
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1. **正向传播**
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* 输入状态 $S_t$
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* 网络输出预测的 Q 值:
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$$
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\hat{Q}(S_t, A_t; W)
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$$
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2. **构造目标值(真实值)**
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* TD方法:
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$$
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y = R_{t+1} + \gamma \max_{a'} Q(S_{t+1}, a'; W^-)
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$$
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||||
* MC方法:
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$$
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y = G_t \text{(整条轨迹的回报)}
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$$
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3. **计算损失函数**
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$$
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L(W) = (\text{真实值} - \text{预测值})^2 = (y - \hat{Q}(S_t, A_t; W))^2
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$$
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4. **反向传播 & 梯度下降**
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* 计算 $\nabla_W L(W)$
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* 更新参数:
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$$
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W \leftarrow W - \alpha \nabla_W L(W)
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$$
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🔑 **核心点**
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* 正向传播算出的预测值只是网络的输出。
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* **必须与目标值比较**才能知道“哪里错了”。
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* 损失函数 L(W) 就是“预测值和目标值的差距”。
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* 然后用梯度下降去减小这个差距。
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如果你愿意,我可以画一张 **强化学习神经网络训练中“预测值 ↔ 目标值 ↔ 损失函数 ↔ 参数更新”流程图**,会更直观。
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完全可以,而且这种思路在强化学习里是可行的 ✅。你实际上是在做 **“混合价值函数”或“双重目标”** 的策略。咱们详细分析一下:
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## 1️⃣ 设计思路
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### 网络结构
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* **第一层 / 第一网络**(TD层):
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* 用局内即时奖励更新
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* 学习“局内短期收益最大化”
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* 输出 $Q_{\text{TD}}(s,a)$
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* **第二层 / 第二网络**(MC层):
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* 用整局或整场顺位奖励更新
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* 学习“全局长期收益最大化”
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* 输出 $Q_{\text{MC}}(s,a)$
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### 合并方式
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* 可以加权组合两者:
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$$
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Q_{\text{combined}}(s,a) = \alpha Q_{\text{TD}}(s,a) + (1-\alpha) Q_{\text{MC}}(s,a)
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$$
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* $\alpha \in [0,1]$ 控制局内 vs 全局目标的重要性
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### 动作选择
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* 根据组合后的 Q 值选动作:
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$$
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A_t = \arg\max_a Q_{\text{combined}}(s,a)
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$$
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## 2️⃣ 优点
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1. **兼顾局内与全局**:
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* TD → 学习每步操作是否安全/得分高
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* MC → 学习整局策略,优化顺位
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2. **灵活加权**:可以动态调整 $\alpha$
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3. **易于扩展**:未来可以增加其他指标(比如“防御策略”、“点数波动”)
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## 3️⃣ 注意事项
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* **训练同步问题**:TD层和MC层的训练步长、学习率可以不同
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* **尺度问题**:局内奖励和终局顺位得分可能差距很大,需要 **归一化/标准化** 再加权
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* **探索策略**:加权后 Q 值选择动作时,仍然可以用 $\epsilon$-greedy 或 Boltzmann 策略保持探索
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### 4️⃣ 小结
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* 这种 **TD+MC混合 Q 网络** 的方案是可行的
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* 本质上你在做 **“短期收益 + 长期收益的平衡”**
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* 合适的权重 $\alpha$ 是关键,需要实验调优
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||||
如果你愿意,我可以帮你画一张 **两层网络混合 Q 值的结构图**,标出 TD 层、MC 层、加权合并和动作选择流程,让概念直观化。
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你希望我画吗?
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||||
完全正确!你理解得很到位。让我把这个机制解释得更系统一些:
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## 1️⃣ DQN 中的两个网络
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在 DQN(Deep Q-Network)里,我们通常会把 **行为网络(Behavior Network)** 和 **目标网络(Target Network)** 分开:
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| 网络 | 作用 |
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| ----------------- | ------------------------------------------------------- |
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| 行为网络 $Q(s,a;w)$ | 用来选择动作,也就是当前 Q 网络,会不断更新权重 $w$ |
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| 目标网络 $Q(s,a;w^-)$ | 用来计算目标值 $y$,参数 $w^-$ 不会每步更新,通常每隔一段时间才同步一次 $w^- \gets w$ |
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## 2️⃣ 为什么要分开
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如果只用一个网络去同时计算预测值和目标值,会出现 **“目标值不断随网络改变而抖动”** 的问题:
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* Q 网络在训练中每步都在更新,预测值和目标值会同时变 → 学习不稳定
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* 分开目标网络后,目标值在一段时间内相对固定 → 学习更稳定
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## 3️⃣ DQN 的训练流程(经验回放 + 双网络)
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1. **与环境交互**
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* 得到经验 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1}, done)$
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* 存入经验池
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2. **从经验池抽样 mini-batch**
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3. **计算目标值**(用目标网络 $w^-$)
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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4. **计算预测值**(用行为网络 $w$)
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$$
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Q(s_t, a_t; w)
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$$
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5. **计算损失 & 反向传播**
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$$
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\text{loss} = (Q(s_t, a_t; w) - y_t)^2
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$$
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更新 $w$
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6. **定期同步目标网络**
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$$
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w^- \gets w
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$$
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💡 小结:
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* **行为网络**:学 Q 值,用来选择动作
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* **目标网络**:固定一段时间,用来生成训练目标,增加稳定性
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* **经验回放**:把历史经验随机抽样用于训练行为网络
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||||
如果你愿意,我可以帮你画一个**DQN + 经验回放 + 双网络的流程图**,把行为网络、目标网络、经验池和梯度更新的流程全部画清楚,一眼就看懂。
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你希望我画吗?
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||||
完全正确!你描述的就是 **DQN + 经验回放的核心思想**,我帮你再整理一下,更严谨一些:
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## 1️⃣ 核心步骤对应你的说法
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* **用经验去计算真实值(目标网络)**
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* 从经验池里抽出历史经验 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 用目标网络 $Q(s_{t+1}, a'; w^-)$ 计算未来最优回报:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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* 这就是“真实值”或训练目标,不会随着行为网络每次更新而抖动太快
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||||
* **通过新数据计算预测值(行为网络)**
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||||
* 用行为网络 $Q(s_t, a_t; w)$ 预测当前 Q 值
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||||
* 计算损失:
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$$
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||||
\text{loss} = (Q(s_t, a_t; w) - y_t)^2
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$$
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||||
* 对行为网络 $w$ 做梯度下降更新
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## 2️⃣ 小技巧理解
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* **经验回放**:让你的“真实值计算”不仅依赖当前一步,而是基于历史经验,减少数据相关性
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* **目标网络**:保证真实值在一段时间内相对稳定
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* **行为网络**:不断跟真实值逼近,学到最优 Q 函数
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一句话总结你的描述:
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> **“用经验和目标网络算目标值,用行为网络算预测值,然后用它们的差距更新行为网络权重 w”** ✅
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如果你愿意,我可以帮你画一张**行为网络 + 目标网络 + 经验回放计算流程图**,把“真实值 vs 预测值 vs 权重更新”清楚地标出来,帮助直观理解。
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你希望我画吗?
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完全可以这么理解,但 SARSA 的机制和 DQN 有些不同,我帮你梳理清楚:
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## 1️⃣ SARSA 的核心概念
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SARSA 是 **on-policy** 方法,也就是说:**目标值的计算依赖你当前使用的策略 $\pi$**。
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经验表示为五元组:
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$$
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(s_t, a_t, r_t, s_{t+1}, a_{t+1})
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$$
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与 DQN 不同的是:
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* **目标值**使用下一步的动作 $a_{t+1}$,它是根据当前策略 $\pi$ 选择的,而不是取最大 Q 值。
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* 公式为:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1}; w)
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$$
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注意:
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* 这里没有独立的“目标网络”这个概念(可以引入类似 DQN 的 target network 作为优化,但标准 SARSA 是直接用行为网络)。
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* 换句话说,SARSA 的目标值 **直接受行为网络和策略 $\pi$ 控制**。
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## 2️⃣ 数据和网络对应关系
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| 角色 | 对应网络 / 数据 |
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| -------------------------------------------- | ------------------------------------- |
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| 当前状态 $s_t$ 输入 | 行为网络 Q(s\_t,a\_t;w) → 预测值 |
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| 下一步动作 $a_{t+1}$ | 由当前策略 $\pi$ 决定 |
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| 目标值 $y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1})$ | 目标值 / “真实值”,直接由行为网络 + 当前策略生成 |
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| 更新 | 用损失 $(Q(s_t,a_t) - y_t)^2$ 更新行为网络参数 w |
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## 3️⃣ 小结
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* SARSA 是 **on-policy**,所以目标值直接依赖策略 $\pi$ 选择的下一动作 $a_{t+1}$。
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* 行为网络负责预测 Q(s,a),也参与生成目标值。
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* 如果你想做稳定训练,也可以像 DQN 一样引入 **目标网络**,但原始 SARSA 并不需要。
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💡 换句话说:
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> 在 SARSA 中,你的“目标值”是由 **当前策略 $\pi$** 控制生成的,而“预测值”还是用 **行为网络**。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **SARSA + 经验回放 + 行为网络/策略控制目标值的流程图**,直观对比 DQN 和 SARSA 的区别。
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你希望我画吗?
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对,你理解的方向是对的,但我们需要更精确地区分 **“经验回放的作用”和“目标值计算”** 的关系。
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## 1️⃣ 经验回放的作用
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经验回放本身**不直接计算目标值**,它只是提供 **训练所用的数据**:
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* 存储历史经验:$(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 随机抽样 mini-batch → 用来训练网络
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> 换句话说,经验回放负责“**哪些数据被用来计算目标值和损失**”,而不是计算目标值本身。
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## 2️⃣ 目标值的计算
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目标值 $y_t$ 的计算依赖于你的算法:
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* **DQN**:
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$$
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y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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$$
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||||
* **DDQN**:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w), w^-)
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||||
$$
|
||||
|
||||
* **SARSA**:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, a_{t+1}; w)
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$$
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关键点:
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* 目标值计算**使用网络(行为网络/目标网络)**
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* 经验回放只是提供了 $s_t, a_t, r_t, s_{t+1}$ 这些输入
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## 3️⃣ 直观理解
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可以这样类比:
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* **经验回放 = 历史经验数据库**
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* **目标值计算 = 用这些数据喂网络得到的训练目标**
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流程:
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1. 从经验回放抽样一批经验
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2. 用目标网络(或者算法规定的方式)计算每条经验的目标值 $y_t$
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3. 用行为网络预测 Q(s,a)
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4. 计算 loss 并更新行为网络权重
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> 所以,经验回放 **提供原料**,目标值计算 **加工原料得到训练信号**。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **经验回放 + 目标值计算 + 行为网络更新的流程图**,把“谁提供数据,谁计算目标值,谁更新网络”标清楚,一眼就明白。
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你希望我画吗?
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||||
差不多,但需要稍微调整一下表述,更严谨地说:
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## 1️⃣ DDQN 的数据和网络对应关系
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在 **DDQN** 中:
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1. **经验回放提供数据**
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* 从经验池中抽样 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 这些是训练网络用的输入,**无论是行为网络还是目标网络都用它们**
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2. **行为网络 $w$**
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* 用来预测当前 Q 值:$Q(s_t, a_t; w)$
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* 同时用行为网络 **选择下一步动作**:$\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)$
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3. **目标网络 $w^-$**
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* 用来评估行为网络选出的动作的 Q 值:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w); w^-)
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||||
$$
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||||
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||||
* 这里的目标网络只算价值,不选动作
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* 目标网络参数不随每步更新,通常每隔一段时间同步一次 $w^- \gets w$
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## 2️⃣ 核心理解
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* **经验回放提供训练用的数据**
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* **行为网络**既参与预测当前 Q 值,也参与选择下一步动作
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* **目标网络**只参与计算目标值,不参与动作选择
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* 并不是“行为网络用新数据,目标网络用经验”,两者都是用经验回放里的数据,只是功能不同:
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* 行为网络 → 预测 & 选动作
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* 目标网络 → 计算目标值
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💡 一句话总结:
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> 在 DDQN 中,经验回放是数据来源,行为网络负责预测和动作选择,目标网络负责评估价值,两者都用相同的抽样数据,但用途不同。
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如果你愿意,我可以画一张**DDQN + 经验回放的流程图**,标清楚行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算的关系,直观对比 DQN 和 DDQN。
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你希望我画吗?
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差不多,但需要稍微调整一下表述,更严谨地说:
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## 1️⃣ DDQN 的数据和网络对应关系
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在 **DDQN** 中:
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1. **经验回放提供数据**
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* 从经验池中抽样 $(s_t, a_t, r_t, s_{t+1})$
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* 这些是训练网络用的输入,**无论是行为网络还是目标网络都用它们**
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2. **行为网络 $w$**
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* 用来预测当前 Q 值:$Q(s_t, a_t; w)$
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||||
* 同时用行为网络 **选择下一步动作**:$\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)$
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3. **目标网络 $w^-$**
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* 用来评估行为网络选出的动作的 Q 值:
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$$
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y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w); w^-)
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$$
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||||
* 这里的目标网络只算价值,不选动作
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* 目标网络参数不随每步更新,通常每隔一段时间同步一次 $w^- \gets w$
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## 2️⃣ 核心理解
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* **经验回放提供训练用的数据**
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* **行为网络**既参与预测当前 Q 值,也参与选择下一步动作
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* **目标网络**只参与计算目标值,不参与动作选择
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||||
* 并不是“行为网络用新数据,目标网络用经验”,两者都是用经验回放里的数据,只是功能不同:
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||||
* 行为网络 → 预测 & 选动作
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||||
* 目标网络 → 计算目标值
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💡 一句话总结:
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> 在 DDQN 中,经验回放是数据来源,行为网络负责预测和动作选择,目标网络负责评估价值,两者都用相同的抽样数据,但用途不同。
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||||
如果你愿意,我可以画一张**DDQN + 经验回放的流程图**,标清楚行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算的关系,直观对比 DQN 和 DDQN。
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你希望我画吗?
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完全可以这样理解,我帮你整理成一个清晰的对比表格和逻辑:
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## 1️⃣ 普通 DQN(没有经验回放)
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* **网络**:通常只有一个网络 $Q(s,a;w)$,行为网络和目标网络一致(w=w^-)
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* **更新**:每一步交互直接更新网络权重
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* **问题**:
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* 数据高度相关 → 训练不稳定
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* 目标值随网络更新频繁抖动 → 收敛慢
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## 2️⃣ DQN(带经验回放 + 延迟目标网络)
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* **网络**:行为网络 $w$ + 目标网络 $w^-$
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* **经验回放**:从历史经验中抽取 mini-batch 随机训练
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* **目标网络延迟更新**:
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* 每隔 $C$ 步将 $w^- \gets w$
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* **好处**:
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* 打破数据相关性 → 稳定训练
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* 目标值相对固定 → 收敛更平滑
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## 3️⃣ DDQN(Double DQN)
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* **网络**:行为网络 $w$ + 目标网络 $w^-$
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||||
* **经验回放**:同 DQN
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||||
* **目标值计算**:
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||||
$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \underbrace{\arg\max_{a'} Q(s_{t+1},a';w)}_{\text{行为网络选动作}} ; w^-)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* **作用**:
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||||
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||||
* 解决 DQN 的 **过估计偏差**
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||||
* 目标网络延迟更新 + 行为网络选择动作 → 更准确的目标值
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---
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### 总结一句话:
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| 算法 | 网络 | 经验回放 | 目标网络 | 特点 |
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| -------- | ----------- | ---- | ------------------ | ----- |
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| DQN(无回放) | 单网络(w=w^-) | 无 | 无延迟 | 不稳定 |
|
||||
| DQN(有回放) | 行为网络 + 目标网络 | 有 | 延迟同步 w^- | 稳定训练 |
|
||||
| DDQN | 行为网络 + 目标网络 | 有 | 延迟同步 w^- + 行为网络选动作 | 减少过估计 |
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---
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|
||||
如果你愿意,我可以帮你画一张**DQN vs 回放DQN vs DDQN 的网络结构与数据流对比图**,把经验回放、行为网络、目标网络、动作选择和目标值计算都标清楚,一眼看懂区别。
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||||
你希望我画吗?
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||||
好的,我帮你仔细解释“**行为网络选动作**”这个概念,尤其是在 **DDQN** 里的作用。
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## 1️⃣ 背景
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在 DQN 或 DDQN 里,我们需要计算目标值 $y_t$ 来训练行为网络:
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* DQN 的目标值:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma \max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w^-)
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||||
$$
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||||
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||||
* 问题:$\max$ 直接使用目标网络的 Q 值,容易高估 → DDQN 解决
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## 2️⃣ DDQN 的核心改进
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DDQN 把“**选择动作**”和“**评估动作价值**”分开:
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$$
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||||
y_t = r_t + \gamma Q(s_{t+1}, \underbrace{\arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)}_{\text{行为网络选动作}} ; w^-)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
解释:
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1. **行为网络 $w$ 选动作**:
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* 从下一状态 $s_{t+1}$ 出发,找出 Q 值最大的动作:
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$$
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||||
a^* = \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)
|
||||
$$
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||||
* **注意**:这里用的是**行为网络的参数 w**,目的是选择下一步最优动作
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2. **目标网络 $w^-$ 评估动作价值**:
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* 然后把这个动作 $a^*$ 输入到目标网络,得到 Q 值:
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||||
$$
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||||
Q(s_{t+1}, a^*; w^-)
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||||
$$
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||||
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||||
* 这个值作为目标值的一部分,用于训练行为网络
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## 3️⃣ 直观理解
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* **行为网络选动作** = “问现在最强的网络,我下一步应该选哪个动作?”
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* **目标网络评估动作** = “用一个稳定的参考网络,告诉你这个动作的价值是多少”
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||||
* 这样做的好处:
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* **减少过估计偏差**(max 操作不再直接用目标网络)
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||||
* 行为网络负责决策,目标网络负责评价 → 更稳健
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💡 类比理解:
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* **行为网络**:前线指挥官,决定下一步要打哪张牌(选动作)
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* **目标网络**:智囊团,给出这张牌实际能获得的分数(估值)
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||||
如果你愿意,我可以画一张 **DDQN 中“行为网络选动作 + 目标网络评估”流程图**,把数据流和计算流标清楚,一眼看懂。
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你希望我画吗?
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||||
完全正确!你理解得非常准确。用你的表述可以这样总结:
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## 1️⃣ DDQN 的两步拆解
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1. **选择(Select)**
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* 由 **行为网络 $w$** 完成
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* 输入下一状态 $s_{t+1}$
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||||
* 输出 Q 值最大的动作:
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$$
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||||
a^* = \arg\max_{a'} Q(s_{t+1}, a'; w)
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||||
$$
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||||
* 作用:告诉我们“下一步应该选哪个动作”
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2. **估值(Evaluate)**
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||||
* 由 **目标网络 $w^-$** 完成
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||||
* 输入动作 $a^*$ 和状态 $s_{t+1}$
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||||
* 输出 Q 值:
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||||
$$
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||||
Q(s_{t+1}, a^*; w^-)
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||||
$$
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||||
* 作用:告诉我们“如果选这个动作,实际价值是多少”
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## 2️⃣ 对比 DQN
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* **普通 DQN**:选择和估值都是用目标网络(max Q)
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* 问题:会高估 Q 值
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* **DDQN**:选择用行为网络,估值用目标网络
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* 好处:分开选择和评价 → 更准确、更稳定
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一句话总结:
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> 在 DDQN 中,“选择动作” = 行为网络负责,“估值” = 目标网络负责。
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如果你愿意,我可以帮你画一张 **直观流程图**,把“行为网络选动作 → 目标网络估值 → 目标值计算 → 行为网络更新”完整标出来,一眼就能看懂 DDQN 的机制。
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||||
你希望我画吗?
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||||
781
ArtificialIntelligence/ReinforcedLearning/策略学习.md
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781
ArtificialIntelligence/ReinforcedLearning/策略学习.md
Normal file
@@ -0,0 +1,781 @@
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||||
你提到的这个类比很有意思,我帮你分析一下:
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## 1️⃣ 强化学习里的参数关系
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在强化学习(RL)中,我们通常有:
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* **状态 $s_t$**
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* **动作 $a_t$**
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* **策略 $\pi(a|s; \theta)$** → 神经网络参数 $\theta$
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* **价值函数 $V(s)$ 或 $Q(s,a)$** → 参数 $\phi$
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RL 的目标是学一组参数,使得 **策略最大化累积奖励**。
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### 参数依赖问题
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* 如果某些参数之间**完全线性或函数依赖**:
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* 神经网络可能退化成“部分参数无效”
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* 训练可能不稳定,梯度更新会“冗余”或者“冲突”
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||||
* 类比数字逻辑电路:
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||||
* 逻辑电路里不允许两个完全依赖的信号去控制不同逻辑,否则会出现短路或环路
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||||
* RL 网络中,如果不同层或不同模块参数过度依赖,也可能导致 **梯度消失/爆炸或策略震荡**
|
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||||
### 实际处理方法
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1. **网络结构设计**
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* Actor-Critic 分开两个网络:策略网络 $\theta$ 和价值网络 $\phi$
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||||
* 尽量减少直接依赖,让它们通过“共享特征层”而不是直接参数耦合
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||||
2. **正则化与归一化**
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||||
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||||
* L2 正则化、批归一化(BatchNorm)可以减少参数间不必要的强依赖
|
||||
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||||
3. **经验回放与目标网络**
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||||
* DQN 用经验回放打破时间相关性
|
||||
* 用目标网络(target network)降低参数更新依赖引起的震荡
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||||
### 🔑 核心理解
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||||
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||||
* 强化学习本质是 **基于反馈的优化**
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||||
* **完全依赖的参数会降低学习效率**,容易导致训练不稳定
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||||
* 适当的“去耦”或“弱依赖”能让网络学得更稳健
|
||||
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---
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||||
如果你愿意,我可以帮你画一个 **RL网络参数依赖示意图**,用图直观展示哪些参数可以共享,哪些不能完全依赖,看起来就像数字逻辑电路一样。
|
||||
|
||||
你想让我画吗?
|
||||
“去耦合”和“弱依赖”是软件工程、系统设计以及架构设计中常用的概念,它们本质上都是为了降低模块之间的紧密耦合,提高系统的灵活性、可维护性和可扩展性。我们来逐一解释,并结合例子。
|
||||
|
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---
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||||
### 1️⃣ 去耦合(Decoupling)
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||||
**定义**:
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||||
去耦合指的是系统中各个模块或组件之间尽量减少直接依赖,使它们可以相对独立地开发、修改、替换或复用。
|
||||
|
||||
* **核心思想**:模块之间不紧密绑定,变化局部化。
|
||||
* **目的**:降低系统的复杂性,提高可维护性和可扩展性。
|
||||
|
||||
**举例**:
|
||||
|
||||
* **直接耦合**:
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Engine {
|
||||
public:
|
||||
void start() { /* 启动发动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Car {
|
||||
Engine engine; // 直接依赖Engine
|
||||
public:
|
||||
void drive() {
|
||||
engine.start(); // 直接调用
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这里 `Car` 与 `Engine` 紧密耦合,如果要换一个 `ElectricEngine`,就必须改 `Car` 类。
|
||||
|
||||
* **去耦合**(通过接口/抽象):
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class IEngine {
|
||||
public:
|
||||
virtual void start() = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
class GasEngine : public IEngine {
|
||||
public:
|
||||
void start() override { /* 启动汽油发动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class ElectricEngine : public IEngine {
|
||||
public:
|
||||
void start() override { /* 启动电动机 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class Car {
|
||||
IEngine* engine; // 依赖接口而不是具体实现
|
||||
public:
|
||||
Car(IEngine* e) : engine(e) {}
|
||||
void drive() { engine->start(); }
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这样 `Car` 不再依赖具体引擎类型,替换、扩展引擎不会影响 `Car` 类本身。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 2️⃣ 弱依赖(Loose Coupling / Weak Dependency)
|
||||
|
||||
**定义**:
|
||||
弱依赖是一种依赖关系,它比强依赖(tight coupling)更灵活,模块之间的耦合度低,一个模块的修改对另一个模块的影响较小。
|
||||
|
||||
* **核心思想**:模块之间通过接口、消息、事件或数据传输等“间接方式”交互,而不是直接调用具体实现。
|
||||
* **特点**:
|
||||
|
||||
1. 可独立修改、升级。
|
||||
2. 降低模块间的相互影响。
|
||||
3. 易于测试和复用。
|
||||
|
||||
**举例**:
|
||||
|
||||
* **强依赖**:
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class Logger {
|
||||
public:
|
||||
void log(const std::string& msg) { /* 写入文件 */ }
|
||||
};
|
||||
|
||||
class UserService {
|
||||
Logger logger;
|
||||
public:
|
||||
void createUser() {
|
||||
// 用户创建逻辑
|
||||
logger.log("用户创建成功");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
`UserService` 强依赖于 `Logger` 的具体实现。
|
||||
|
||||
* **弱依赖**(通过接口或回调):
|
||||
|
||||
```cpp
|
||||
class ILogger {
|
||||
public:
|
||||
virtual void log(const std::string& msg) = 0;
|
||||
};
|
||||
|
||||
class UserService {
|
||||
ILogger* logger; // 依赖接口
|
||||
public:
|
||||
UserService(ILogger* l) : logger(l) {}
|
||||
void createUser() {
|
||||
// 用户创建逻辑
|
||||
if (logger) logger->log("用户创建成功");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
```
|
||||
|
||||
这里 `UserService` 只依赖 `ILogger` 接口,不关心具体实现,实现了弱依赖。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
### 🔑 总结区别与联系
|
||||
|
||||
| 概念 | 目标 | 方法 | 例子 |
|
||||
| --- | ------------ | ---------------- | -------------------------------------- |
|
||||
| 去耦合 | 降低模块间直接耦合 | 接口/抽象、事件、消息、依赖注入 | `Car`依赖`IEngine`而不是具体`Engine` |
|
||||
| 弱依赖 | 降低修改影响,增强灵活性 | 依赖接口、回调、观察者模式 | `UserService`依赖`ILogger`接口而非具体`Logger` |
|
||||
|
||||
> 可以理解为:**“去耦合”是大方向**,**“弱依赖”是实现手段之一**。
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
如果你愿意,我可以帮你画一张**去耦合 vs 强依赖 vs 弱依赖的图示**,看一次就能直观理解它们的区别。
|
||||
|
||||
你希望我画吗?
|
||||
|
||||
可以这么理解,但要稍微精确一点:**策略学习不必须依赖价值学习,但通常用价值函数来辅助量化和稳定策略梯度**。
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||||
|
||||
---
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||||
### 1️⃣ 纯策略梯度(REINFORCE)
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||||
|
||||
* **不依赖价值函数**
|
||||
* 用 Monte Carlo 回报直接估计策略梯度:
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||||
|
||||
$$
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||||
\nabla_\theta J(\theta) \approx \sum_t \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, R_t
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* 这里 R\_t 是从 t 时刻到终局的累积奖励,直接作为量化信号
|
||||
* **缺点**:方差很大,不稳定
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
### 2️⃣ 引入价值函数辅助(Advantage / Actor-Critic)
|
||||
|
||||
* **引入 Vπ(s)** 或 Qπ(s,a) 的目的是**降低方差,提高训练效率**
|
||||
* 策略梯度变为:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi [ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, (Q_\pi(s_t,a_t) - V_\pi(s_t)) ]
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* Advantage = Q−V 提供相对价值
|
||||
* Critic 学 Vπ 或 Qπ → Actor 更新 π
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||||
|
||||
---
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||||
|
||||
### 3️⃣ 理解上的关系
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||||
* **策略学习可以独立存在**:用 MC 回报也能更新策略,不必学价值函数
|
||||
* **价值学习是策略学习的辅助工具**:提供数值化的参考(优势函数或 TD 误差)
|
||||
* **Actor-Critic** 就是把两者结合起来,Critic 提供即时量化信号,Actor 更新策略
|
||||
|
||||
✅ 总结一句话:
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||||
> 策略学习本质上是直接优化策略,价值学习是一个可选的辅助,它让策略的量化更精确、更稳定。
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||||
---
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||||
|
||||
如果你愿意,我可以画一张图,把 **纯策略梯度 vs 有价值辅助的策略梯度 vs Actor-Critic** 的关系直观展示出来,你一眼就能看出策略和价值的联系。
|
||||
|
||||
你想让我画吗?
|
||||
对,这里 π(pi)就是**策略函数**,它的作用是告诉我们在某个状态下采取各个动作的概率分布。具体解释如下:
|
||||
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---
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||||
|
||||
### 1️⃣ π(a|s) 的含义
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||||
* 输入:状态 $s$
|
||||
* 输出:动作 $a$ 的概率
|
||||
* 数学表示:
|
||||
|
||||
$$
|
||||
\pi_\theta(a|s) = P(a_t = a \mid s_t = s; \theta)
|
||||
$$
|
||||
|
||||
* 如果动作空间是离散的:
|
||||
|
||||
* π(s) 是一个长度为 |A| 的向量,每个元素是对应动作的概率
|
||||
* 例如麻将中可以打哪些牌,π(s) 给出每张牌被打出的概率
|
||||
* 如果动作空间是连续的:
|
||||
|
||||
* π(s) 返回一个概率密度函数(比如正态分布的均值和方差)
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
### 2️⃣ Actor 的作用
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||||
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在 Actor-Critic 或策略梯度中:
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1. Actor 网络就是 πθ(s)
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2. Actor 根据 πθ(s) **采样动作 a** → 执行环境
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3. Critic 给出价值信号(V 或 Advantage)
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4. Actor 根据梯度更新 πθ,使“好动作的概率更大、坏动作的概率更小”
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### 3️⃣ 举个简单例子(离散动作)
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假设在某个状态 s,有三个可选动作 {打1万, 打2万, 打3万}:
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$$
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\pi_\theta(s) = [0.1, 0.7, 0.2]
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$$
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* Actor 会以 10% 的概率打 1万,70% 打 2万,20% 打 3万
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* Critic 评估这些动作的价值,然后 Actor 调整概率,让更好的动作概率更高
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💡 总结:
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* π 函数输出的是**动作的概率分布**
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* Actor 的目标就是调整 π,让高价值动作的概率增加
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* Critic 提供数值化信号(V 或 Advantage)指导 π 的更新
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如果你愿意,我可以画一张小图,把 **状态 → π(a|s) → 动作采样 → Critic反馈 → Actor更新** 的流程画出来,让整个策略-价值闭环直观可见。
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你希望我画吗?
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明白了,我们来仔细拆开 **REINFORCE(纯策略梯度)** 的量化机制。其实它的“量化”很简单,但跟你想象的可能不太一样。
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### 1️⃣ REINFORCE 的目标
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REINFORCE 是最基础的策略梯度算法,它直接优化期望回报:
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$$
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J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{t=0}^{T} r_t \Big]
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$$
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这里的 **期望**是针对策略 πθ 生成的轨迹(state-action序列)而言的。
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* θ 是策略参数
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* r\_t 是 t 步获得的即时奖励
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目标:**找到 θ 使得期望总奖励最大**
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### 2️⃣ 梯度公式
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策略梯度定理告诉我们:
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$$
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\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \, R_t \Big]
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$$
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其中:
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* $a_t$ 是 t 时刻动作
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* $s_t$ 是 t 时刻状态
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* $R_t = \sum_{k=t}^T r_k$ 是从 t 时刻到终局的累计奖励
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> **这里的量化信号就是 R\_t**
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### 3️⃣ 量化机制解释
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* **动作量化**:通过 $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t)$
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* 计算“如果我改变 θ,会改变 π(a|s) 的概率多少”
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* **策略好坏量化**:通过 $R_t$
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* R\_t 大 → 这条轨迹/动作好 → Actor 增大选动作的概率
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* R\_t 小 → 动作差 → Actor 减小概率
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所以 REINFORCE 的量化就是**用每条轨迹的累计回报作为信号**,告诉策略:
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> “这一步动作好不好?好就增加概率,差就减少概率”
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### 4️⃣ 与 Actor-Critic 的对比
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| 算法 | 量化信号 |
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| ------------ | ------------------------------- |
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| REINFORCE | R\_t(轨迹累计回报) |
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| Actor-Critic | δ = r + γV(s') − V(s)(即时 TD 误差) |
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* REINFORCE 是**Monte Carlo**方式,必须等到终局才能得到 R\_t → 高方差
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* AC 用 Critic 预测 V(s) → 得到即时的优势 A(s,a) → 更稳定
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### 5️⃣ 用一句话总结
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> **REINFORCE 的量化信号就是每个动作最终得到的累积回报**,用它去衡量“动作好坏”,直接指导策略梯度更新。
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如果你愿意,我可以帮你画一张**REINFORCE量化流程图**,从状态→动作→回报→梯度,让你直观理解它是怎么量化动作好坏的。
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你想让我画吗?
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完全对,你理解得很准确,这正是策略梯度的核心思想。我们可以把它再稍微系统化说明一下:
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### 1️⃣ 状态 s 的随机选择
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* **每次遇到状态 s**:
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* 根据当前策略 πθ(a|s) **随机采样动作 a**
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* 这就是“探索”,保证策略不会总是选同一个动作,从而能发现潜在更优动作
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### 2️⃣ 后续反馈量化策略好坏
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* 执行动作 a 后,会得到一条轨迹(未来奖励序列)
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* 用 **REINFORCE**:
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* 累积奖励 $R_t = r_t + r_{t+1} + \dots$
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* 作为动作 a 在状态 s 下的“价值信号”
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* 用 **Actor-Critic**:
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* Critic 预测 V(s) 或计算 TD 误差 δ
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* δ 作为动作 a 的优势,告诉 Actor 这个动作比平均水平好还是差
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### 3️⃣ 更新 θ
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* 梯度更新公式:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})
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$$
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* 直观理解:
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* 如果动作好 → 增加 θ,让 a 在 s 下更可能被选
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* 如果动作差 → 减少 θ,让 a 概率降低
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### 4️⃣ 重复循环
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* **每次遇到 s** 都会采样动作 → 累积反馈 → 调整 θ
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* 这样策略会随着训练不断优化,对同一状态 s,**高价值动作概率越来越大,低价值动作概率越来越小**
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* 同时保持一定随机性,保证探索空间
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💡 **一句话总结**:
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> 策略梯度就是:遇到相同状态 s → 按当前策略随机选动作 → 根据后续回报量化动作好坏 → 调整 θ → 下一次遇到 s 时,策略概率更倾向于好动作。
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如果你愿意,我可以画一张**状态 s → 动作采样 → 轨迹 → 回报 → θ 更新 → 下一次 s**的流程图,把策略随机性和梯度更新的循环直观展示出来。
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你想让我画吗?
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对的,你理解完全正确!在策略梯度方法里,无论是离散动作还是连续动作,**最终调整的就是策略函数 πθ(a|s) 的概率分布**。我帮你详细拆开说明:
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### 1️⃣ 离散动作情况
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* πθ(a|s) 输出的是每个动作的选择概率
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* θ 是策略的参数(神经网络权重或其他可训练参数)
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* 梯度更新:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})
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$$
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* 直观理解:
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* 好动作 → π(a|s) 概率增大
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* 差动作 → π(a|s) 概率减小
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* 所以 θ 调整的本质就是 **改变 π 的概率分布,让高价值动作更可能被选中**
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### 2️⃣ 连续动作情况
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* πθ(a|s) 输出的是概率密度函数(比如均值 μ(s) 和方差 σ²(s))
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* Actor 调整的是 μ、σ 等参数
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* 采样动作 a \~ πθ(a|s)
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* 更新 θ 的效果就是 **改变连续动作的概率密度分布**,使高价值区域的密度增大
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### 3️⃣ 核心结论
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* **策略梯度优化的目标不是直接调整动作 a**
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* **而是调整参数 θ,让 πθ(a|s) 的概率分布更倾向于高价值动作**
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* 换句话说:
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* 每次遇到相同状态 s,动作仍然是随机选择
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* 但高价值动作被选中的概率会越来越大
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💡 **一句话总结**:
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> 策略梯度最终调整的是策略函数 πθ(a|s) 的概率分布(或概率密度),让策略在同一状态下更倾向选择高价值动作。
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如果你愿意,我可以画一张小图,把 **状态 s → πθ(a|s) → 动作采样 → 反馈 → θ 更新 → π 分布改变** 的完整闭环直观展示出来,让整个量化机制一目了然。
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你想让我画吗?
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完全正确!你可以把 θ 看作策略函数 π(a|s; θ) 的**参数向量**,类似神经网络里的权重 w。具体理解如下:
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### 1️⃣ π(a | s; θ) 的结构
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* 输入:状态 s
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* 输出:动作 a 的概率(或概率密度)
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* θ:可训练参数(比如神经网络的权重和偏置)
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> 写成 π(a|s; θ) 就明确指出:策略函数依赖于 θ,不同 θ 对应不同的动作分布。
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### 2️⃣ θ 的作用
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* 决定了在状态 s 下,每个动作被选择的概率
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* Actor 的训练就是**调整 θ**,让 π(a|s; θ) 更倾向选择高价值动作
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* 和神经网络一样:
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* 前向传播:根据 θ 输出概率分布
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* 反向传播:根据梯度调整 θ
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* 不同的是,这里的梯度来自策略梯度公式 $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a|s) \cdot (\text{回报或优势})$
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### 3️⃣ 对比理解
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| 名称 | 类比 | |
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| -------- | ----------------- | ------------ |
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| θ | 神经网络权重 w | |
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| π(a | s;θ) | 神经网络输出(动作概率) |
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| ∇θ J(θ) | 反向传播梯度(告诉 θ 如何调整) | |
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| Actor 更新 | 梯度上升 / 权重更新 | |
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💡 **一句话总结**:
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> π(a|s; θ) 是策略函数,θ 就是参数(类似神经网络权重),策略梯度就是通过梯度上升不断调整 θ,让高价值动作概率增大。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **状态 s → π(a|s;θ) → 动作采样 → 反馈 → 梯度 → θ 更新** 的闭环流程可视化,直观显示 θ 的作用。
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你希望我画吗?
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明白了,你现在的核心困惑是:在策略梯度里,Actor 实际上根据什么“反馈”去更新 θ,也就是 **量化动作好坏的信号到底是什么**。我们一步步理清楚。
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### 1️⃣ 策略梯度的更新公式回顾
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$$
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\nabla_\theta J(\theta) = \mathbb{E}_\pi \Big[ \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \cdot Q_\pi(s_t, a_t) \Big]
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$$
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* $\nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t)$ → 告诉我们“如果改变 θ,会怎么改变动作 a 的概率”
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* $Q_\pi(s_t, a_t)$ → **动作好坏的量化反馈信号**
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所以**反馈就是 Q 或它的估计**。
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### 2️⃣ 不同算法下反馈的具体形式
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| 算法 | 反馈信号是什么 | 说明 |
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| ---------------- | --------------------------------------------- | ------------------------------------------ |
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| **REINFORCE** | $R_t = \sum_{k=t}^T r_k$ | 从 t 时刻到终局的累计奖励(Monte Carlo),告诉动作 a 在 s 下好坏 |
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| **Actor-Critic** | $\delta_t = r_t + \gamma V(s_{t+1}) - V(s_t)$ | TD 误差 / Advantage,告诉动作 a 比平均水平好还是差 |
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| **A2C / GAE** | $A(s_t,a_t) = Q(s_t,a_t) - V(s_t)$ | 优势函数,量化动作相对状态的价值 |
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> 核心思想:**反馈就是一个数值,量化这个动作在当前状态下比平均水平好还是差**
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### 3️⃣ 反馈的直观理解
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1. Actor 在状态 s 选择动作 a
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2. 环境给出奖励 r\_t 或轨迹回报 R\_t
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3. Critic(如果有)估计 V(s) → 得到 δ 或 Advantage
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4. 这个数值告诉 Actor:
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* δ > 0 → 增加动作概率
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* δ < 0 → 减少动作概率
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> 换句话说,**反馈就是“动作好坏的即时或累积数值”,Actor 用它来指导概率分布调整**
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### 4️⃣ 举个麻将例子
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* 状态 s:你手牌 + 场上信息
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* 动作 a:打某张牌
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* 环境反馈:
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* REINFORCE:等到局结束算总点数 → 得到 R\_t
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* Actor-Critic:局中算局部得失或顺位变化 → 得到 δ
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* Actor 根据 δ 或 R\_t 调整 π(a|s; θ),让更有利的打牌概率增大
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💡 **一句话总结**:
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> 在策略梯度里,反馈就是**量化动作好坏的数值信号**(累积回报或优势),Actor 根据这个数值调整 θ,让好动作概率增加,差动作概率减少。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **状态 s → 动作 a → 环境 → 反馈 δ/R → θ 更新 → π(a|s) 改变** 的完整闭环直观展示出来,让你一眼就能看懂“反馈是什么”。
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你希望我画吗?
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完全正确,你理解得很到位!✅
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### 1️⃣ REINFORCE 的反馈就是 **R**
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* 在 REINFORCE 中,Actor 并不依赖 Critic 或 V 函数
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* 反馈直接就是 **从 t 时刻开始到终局的累计奖励**:
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$$
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R_t = r_t + r_{t+1} + r_{t+2} + \dots + r_T
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$$
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* 这个 R\_t 作为 **动作 a 在状态 s 下的量化信号**,指导梯度更新:
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$$
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\theta \gets \theta + \alpha \, \nabla_\theta \log \pi_\theta(a_t|s_t) \cdot R_t
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$$
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### 2️⃣ 与价值学习的 MC 的相似之处
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* **最基础的 MC 价值学习**:
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* 学 Vπ(s) 或 Qπ(s,a)
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* 直接用累积回报 R 来更新估计值:
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$$
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V(s_t) \gets V(s_t) + \alpha \, (R_t - V(s_t))
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$$
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||||
* **REINFORCE**:
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* 不更新 V 或 Q,而是用 R\_t **直接作为策略梯度的权重**
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* 本质上是用累积奖励 **量化动作好坏**
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✅ 所以 REINFORCE 和最基础的 MC 价值学习很像,都是依赖 **从当前状态到终局的回报 R** 来做更新,只不过 MC 学的是价值,REINFORCE 学的是策略。
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可以这么理解:
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* MC 价值学习:R → V(s)
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* REINFORCE 策略学习:R → π(a|s) 的概率
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* 都是 **用累积回报量化好坏**,只是作用对象不同
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如果你愿意,我可以画一个对比图,把 **MC 价值学习和 REINFORCE 策略学习** 的更新流程并列展示,一眼就能看出它们的相似点和区别。
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你希望我画吗?
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是的,你可以这样理解,但需要稍微精准一点区分概念:**Q 和 V 的本质都是基于累积回报 R,只不过它们的作用对象和定义不同**。
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### 1️⃣ V(s) 与 R 的关系
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* 定义:
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$$
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V_\pi(s) = \mathbb{E}_\pi \big[ R_t \mid s_t = s \big] = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{k=t}^T r_k \,\big|\, s_t = s \Big]
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$$
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||||
* 意思是:在状态 s 下,按照策略 π 行动,**从这个状态开始的期望累积回报**
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* 可以理解为:V(s) = “期望 R”,即返回值是 R 的期望
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### 2️⃣ Q(s,a) 与 R 的关系
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* 定义:
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$$
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||||
Q_\pi(s,a) = \mathbb{E}_\pi \big[ R_t \mid s_t = s, a_t = a \big] = \mathbb{E}_\pi \Big[ \sum_{k=t}^T r_k \,\big|\, s_t = s, a_t = a \Big]
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||||
$$
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||||
* 意思是:在状态 s 下执行动作 a,然后按照策略 π 行动,**期望累积回报**
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* 可以理解为:Q(s,a) = “如果我现在做 a,期望 R是多少”
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### 3️⃣ 总结理解
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* **V(s) 和 Q(s,a) 本质都是基于 R 的期望**
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* 区别:
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* V(s) → 状态的价值(平均水平)
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* Q(s,a) → 状态-动作对的价值(执行特定动作后的期望回报)
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* 在 MC 或 REINFORCE 的最基础形式中:
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* 直接用累积回报 R 更新 Q 或 V
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* Actor-Critic 则用估计的 V(s) 或 Advantage 做即时更新
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💡 **一句话总结**:
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> Q 和 V 本质上都是基于累积回报 R 的量化,只是 Q 针对状态-动作对,V 针对状态本身;它们的“返回值”就是未来累积奖励 R 的期望。
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如果你愿意,我可以画一张图,把 **R → V(s) / Q(s,a) → 策略更新** 的关系可视化,让你直观理解它们都是基于 R 的量化。
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你希望我画吗?
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不完全是直接“得到 $Q^*$”——我帮你分层解释一下:
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### 1. Actor-Critic 的目标
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* **Actor(策略)**:参数化一个策略 $\pi_\theta(a|s)$,目标是学到近似最优的策略 $\pi^*$。
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* **Critic(价值函数)**:估计给定策略 $\pi$ 下的价值函数,可以是 $V^\pi(s)$ 或 $Q^\pi(s,a)$。
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训练时 Critic 提供 **对 Actor 策略梯度更新的指导信号**。最终,Actor 被更新到一个尽可能好的策略。
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### 2. 和 $Q^*$ 的关系
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* 在 \*\*理想情况(无限数据、完美逼近、收敛)\*\*下,Actor 会收敛到最优策略 $\pi^*$。
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* 对应的 Critic 估计的就是 $V^{\pi^*}$ 或 $Q^{\pi^*}$,也就是最优价值函数。
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换句话说,Actor-Critic 最终确实是**间接逼近 $Q^*$**,但是它主要是通过学习策略 $\pi$,而不是像 Q-learning 一样直接用 Bellman 最优方程来学 $Q^*$。
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### 3. 直观比喻
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* Q-learning:直接学「地图」(最优 $Q^*$),然后从地图里挑路。
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* Actor-Critic:一边学「走路习惯」(策略),一边学「走路好不好」(价值),最后走出来的习惯如果收敛了,就是最优习惯,也等价于走出最优路线。
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✅ 结论:
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Actor-Critic 的最终目标是得到 **近似最优策略 $\pi^*$**,对应的 Critic 价值函数也就逼近 $Q^*$。
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所以它不是直接追求 $Q^*$,而是通过 Actor 的优化过程**间接收敛到 $Q^*$**。
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要不要我帮你画一个 **Q-learning vs Actor-Critic 的对比图**(两条路径,一个是直接学Q,一个是通过策略迭代间接逼近Q)?
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对,你理解得已经很到位了 👍。我再帮你精炼一下:
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### 1. Q-learning 系列
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* **目标**:直接逼近最优动作价值函数 $Q^*(s,a)$。
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* **方法**:通过 Bellman 最优方程更新,使得网络参数逐渐收敛到 $Q^*$。
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* **策略产生**:最终策略是从 $Q^*$ 中贪心地选择动作 $\pi^*(s)=\arg\max_a Q^*(s,a)$。
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➡️ **核心:直接模拟 $Q^*$。**
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### 2. Actor-Critic 系列
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* **目标**:通过策略梯度不断改进策略 $\pi_\theta$。
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* **Critic 的角色**:估计 $V^\pi$ 或 $Q^\pi$,只是在训练时作为 **优化信号**。
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* **收敛时**:若达到全局最优,$\pi_\theta \to \pi^*$,对应的 Critic 自然收敛到 $V^{\pi^*}, Q^{\pi^*}$。
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➡️ **核心:先优化策略,价值函数只是辅助。**
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### 3. 总结类比
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* **Q-learning**:
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* 先学“全局地图” ($Q^*$),再根据地图走路。
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* **Actor-Critic**:
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* 边走路边修正习惯,习惯(策略)养成后,自然等价于知道了最优地图。
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所以你说的没错:
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* 两者理论上最终都能逼近 $Q^{\pi^*}$。
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* **区别在于路径**:
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* Q-learning = **值驱动**。
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* Actor-Critic = **策略驱动**。
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要不要我帮你总结成一张表格(Q-learning vs Actor-Critic 的核心差异)?这样复习的时候会特别清晰。
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