贝叶斯优化(Bayesian Optimization)在Python中的实现:高斯过程与采集函数(Acquisition Function)

贝叶斯优化(Bayesian Optimization)在Python中的实现:高斯过程与采集函数 大家好,今天我们来聊聊贝叶斯优化,这是一种非常强大的全局优化方法,尤其适用于目标函数计算代价昂贵,且没有显式表达式的情况。我们将深入探讨贝叶斯优化的核心组成部分:高斯过程和采集函数,并通过Python代码演示如何实现它们。 1. 贝叶斯优化简介 想象一下,你要调整一个机器学习模型的超参数,例如学习率、正则化系数等。每次评估一组超参数的性能都需要训练模型并在验证集上进行测试,这个过程可能非常耗时。传统的网格搜索或随机搜索效率较低,因为它们没有利用之前的评估结果来指导下一步搜索。 贝叶斯优化正是为了解决这类问题而生的。它通过构建目标函数的概率模型(通常是高斯过程),并利用采集函数来决定下一个要评估的点,从而在尽可能少的迭代次数内找到全局最优解。 核心思想: 代理模型(Surrogate Model): 使用一个易于计算的概率模型(如高斯过程)来近似目标函数。 采集函数(Acquisition Function): 根据代理模型,选择下一个最有希望改进目标函数的点。采集函数平衡了探索(expl …