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基于Frobenius範數的标準NMF更新公式推導

目标函數

在标準非負矩陣分解中,其目标函數很簡單,形式為

基于Frobenius範數的标準NMF更新公式推導

,其中V為觀測矩陣,W為基矩陣,H為系數矩陣, 這裡假設V為m×n維的,W為m×l維的,H為l×n維的。

更新公式推導

其更新公式是基于梯度下降法,是以第一步就是要将目标函數分别對矩陣變量W和H求偏導,求出偏導後根據

基于Frobenius範數的标準NMF更新公式推導

更新矩陣W,根據

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來更新矩陣H。

矩陣W的更新

先對W中的變量求偏導

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  (鍊式求導法則)

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基于Frobenius範數的标準NMF更新公式推導

,帶入上式中可得更新公式為

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可以看出W的更新為乘法更新,是以能在更新的過程中保證矩陣的非負性。

矩陣H的更新

先對H中的變量求偏導

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  (鍊式求導法則)

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,帶入上式中可得更新公式為

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