深度强化学习(DRL)是机器学习领域的一个热门研究方向,它结合了深度学习和强化学习。在DRL中,数学基础起着至关重要的作用。以下是一些DRL中常用的数学概念。
1. 离散时间马尔可夫决策过程(MDP)
MDP是DRL中的核心概念,它描述了一个决策者在一系列状态中进行决策的过程。每个状态都对应一个动作,而每个动作都会导致一个状态转移和一个奖励。
- 状态空间:所有可能状态的集合。
- 动作空间:所有可能动作的集合。
- 状态转移概率:在给定当前状态和动作的情况下,转移到下一个状态的概率。
- 奖励函数:评估决策者行为的奖励。
更多关于MDP的介绍,可以参考MDP基础教程.
2. 连续时间马尔可夫决策过程(CTMDP)
与MDP类似,CTMDP描述了在连续时间中进行决策的过程。它适用于那些状态和动作都是连续的场合。
3. 动态规划(DP)
动态规划是一种求解MDP的方法,它通过将问题分解为更小的子问题来求解。DP的核心思想是“最优子结构”,即一个问题的最优解包含其子问题的最优解。
4. 价值函数和策略
- 价值函数:评估在给定状态和策略下的长期奖励。
- 策略:决策者在每个状态下选择动作的规则。
5. 深度学习
深度学习是DRL中的关键技术,它用于学习复杂的函数映射。常见的深度学习模型包括:
- 神经网络:通过模拟人脑神经元的工作原理,实现复杂函数的学习。
- 卷积神经网络(CNN):特别适用于图像识别任务。
- 循环神经网络(RNN):特别适用于序列数据处理。
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