Q-Value(State, Action): Q-value是由State和Action组合在一起决定的,这里的Value不是Reward,Reward是Value组成的一部分,具体如何生成Q-value key是(state, action), value就是对应的Q-value。 3.2 贝尔曼方程的Q-Value版 介绍完贝尔曼方程的思想后,在Q-learning算法中如何去更新Q-Value? Action,及最终学习产出的Q-value都保存在此张表里。 Q-value 以下为更新Q-value的表达式,这里面有一个非常细节的地方。
它通过迭代地更新Q-value(行动-状态值函数),使得智能体可以根据当前状态选择最优的行动,并逐步优化策略以获得最大的累积奖励。 Q-learning的原理 Q-learning的核心思想是通过不断地更新Q-value来逼近最优价值函数。 maze = np.array([ [0, 0, 0, 1], [0, 1, 0, 1], [0, 0, 0, 2] ]) 接下来,我们定义Q-table,用于存储每个状态下的Q-value Q_table[state]) # 获取奖励 reward = -1 if maze[state] == 0 else -10 # 更新Q-value Q_table = q_learning(maze, Q_table) print("学习后的Q-table:", Q_table) 结论 Q-learning是一种经典的强化学习方法,通过迭代地更新Q-value
贝尔曼方程 Bellman equation 现在我们固定当前状态 和当前动作 ,那么目标就是要选择最优策略 ,使得Q-value函数最大,这个最优的Q-value函数被记为 : image.png 3.2 Value iteration 算法 Bellman方程中使用 Q-value 给每次的一个情况(即一个特定的状态和动作组合)都指示了接下来转移的状态和动作,那么只要求得 所有的 Q-value 一个最简单的思路就是将贝尔曼方程看成一个迭代更新的式子: image.png 即新的Q-value由旧的Q-value得到,初始时所有的Q-value为0。 由于要求出所有的Q-value,那么对于一些任务,比如自动玩游戏,其状态为所有的像素,这样庞大的计算几乎是不可能实现的。 3.3 神经网络求Q-value 因此,我们需要使用一个函数估计器去逼近真实的Q-value,通常神经网络是一个很好的函数估计器,即: image.png 其中的 表示神经网络的参数,使用这样一个式子
Annotaion:如最上面的 MCTS 例子,每个 node 都会有 q-value 值,这个值用于后续训练一个 PRM,以及在预测时,通过这个 q-value 来 select 值得 expantion model 时,只能初始化每个 node 的 q-value 为 0,后续用 MCTS 的方式来估算这个 node 的 q-value,例如通过不断的 trajectory 采样,经过这个 node 这样明显估算出来的 q-value 方差是大的。 ,本质在于降低 q-value 的估算方差。 Process Preference Model 得到每个 node 估算的 q-value,可以用最小二乘作为目标函数,来训练一个 PRM,例如某个 node 的估算 q-value 为 0.6,这可以用
,但 q-value > 0.05,边缘显著.这些都属于 KLF/SP 家族,识别 GC-rich 序列.同样匹配 SP3、KLF6(MA1515.2)、KLF8(MA1517.2)等 注意:你的 虽然 TOMTOM 的 q-value(FDR 校正后)未达严格显著(通常 < 0.05),但由于多个 KLF 家族成员都给出相似匹配,且 SEA 富集极强,仍可合理推测 KLF 家族 TF(如 KLF3 即使 TOMTOM 的 q-value 不显著,如果 多个相关 TF 都匹配,且 SEA 极显著,依然值得深入验证(如 ChIP、敲除实验)。 ,或仅为近似值 提供 p-value、E-value、q-value(FDR 校正) 方向性 一般不考虑反向互补 明确标注 Orientation(+ / -) 重叠区域 不显示 显示 Overlap 有,但仅作初步参考或交叉验证 TOMTOM q-value 不显著怎么办? 结合 SEA 富集强度 + 生物学背景综合判断 多个 TF 匹配同一个 motif?
Qzero算法只有一个head,即Q-value head,value和policy均可由Q-value head导出。与SQN算法类似,算法设计遵从 “如无必要,勿增实体” 的原则。 Simulator (MCTS) select: Softmax policy based on Q-value (SQN) backup: Q-value update (SQN, SQN n-step Actor play: Softmax policy based on Q-value (SQN) 3. Learner learn: Q-value update training data: i. Simulator output,ii. 这项研究可以看做是Qzero算法的Simulator部分的一个特例,论文作者对Simulator (MCTS) 中Q-value update (SQN-CF) 进行了研究,研究中提出的算法MENTS
SQN是Soft Q Network的缩写,是基于Q-value的强化学习算法,"Soft"指代的是熵正规化( entropy regularization )。 SQN的policy为Q-value的Softmax形式,是算法的策略改进(policy improvement )部分,Q-value 的更新为值估计(value estimation)部分。
它通过迭代地更新Q-value(行动-状态值函数),使得智能体可以根据当前状态和选择的行动,学习到最优策略,并逐步优化策略以获得最大的累积奖励。 maze = np.array([ [0, 0, 0, 1], [0, 1, 0, 1], [0, 0, 0, 2] ]) 接下来,我们定义Q-table,用于存储每个状态下的Q-value 选择下一个行动 next_state, next_action = get_next_state_and_action(state, action) # 更新Q-value 并获得学习后的Q-table: Q_table = sarsa(maze, Q_table) print("学习后的Q-table:", Q_table) 结论 SARSA是一种经典的强化学习方法,通过迭代地更新Q-value
另外,该包还可以对富集结果进行比较并可视化具体参数设置为:p-value cutoff=0.01, q-value cutoff=0.05, p值矫正方法为BH(即把每个p-value进行矫正,转换为q-value
DQN是一种基于深度神经网络的强化学习方法,其核心思想是利用神经网络来近似Q-value函数,从而学习最优策略。 其基本思路如下: 使用深度神经网络来近似Q-value函数,即给定状态作为输入,输出每个行动的Q-value; 通过经验回放(Experience Replay)来保存智能体的经验,并随机抽样进行训练, next_state[1] = max(0, min(1, next_state[1])) return tuple(next_state) 接下来,我们定义一个简单的深度神经网络,用于近似Q-value agent.train() state = next_state if done: break 结论 DQN是一种基于深度神经网络的强化学习方法,通过近似Q-value
DQN架构 在深入本文具体的算法架构前,我们先来简单回顾下DQN的两种经典结构: 图a的DQN接受的输入是state,输出是所有可能action对应的Q-value; 图b的DQN接受的输入是state 以及某一个action,输出是对应的Q-value。 也就是说,本框架会同时针对所有可能的插入位置的Q-value进行预估。 如下左图所示,其实是融合了上述提到了两种经典DQN结构的结合,输入层包含State以及Action(插入哪条广告),输出层则是广告插入推荐列表的L+1位置对应的Q-value(假设推荐列表长度为L,则可以插入广告的位置为
现有的强化学习大多先计算每一个item的Q-value,然后通过排序得到最终的推荐结果,这样就忽略了推荐列表中商品本身的关联。 而List-wise的推荐,强化学习算法计算的是一整个推荐列表的Q-value,可以充分考虑列表中物品的相关性,从而提升推荐的性能。 Architecture Selection 对于深度强化学习的模型,主要有下面两种结构: 左边的两个是经典的DQN结构,(a)这种结构只需要输入一个state,然后输出是所有动作的Q-value,当 (b)的输入时state和一个具体的action,然后模型的输出是一个具体的Q-value,但对于这个模型结构来说,时间复杂度非常高。 Actor输入一个具体的state,输出一个action,然后Critic输入这个state和Actor输出的action,得到一个Q-value,Actor根据Critic的反馈来更新自身的策略。
现有的强化学习大多先计算每一个item的Q-value,然后通过排序得到最终的推荐结果,这样就忽略了推荐列表中商品本身的关联。 而List-wise的推荐,强化学习算法计算的是一整个推荐列表的Q-value,可以充分考虑列表中物品的相关性,从而提升推荐的性能。 左边的两个是经典的DQN结构,(a)这种结构只需要输入一个state,然后输出是所有动作的Q-value,当action太多时,这种结构明显的就不适用。 (b)的输入时state和一个具体的action,然后模型的输出是一个具体的Q-value,但对于这个模型结构来说,时间复杂度非常高。 Actor输入一个具体的state,输出一个action,然后Critic输入这个state和Actor输出的action,得到一个Q-value,Actor根据Critic的反馈来更新自身的策略。
Bellman’s Equation进行公式1的优化,给予状态$s_t \in S$以及后续的操作$a \in A(s_t)$,定义最大的总期望回报为$Q^*(s_t, a)$,即state-action对的Q-value 1240] 由于$r_t$不能显示地计算,这里采用reward shaping的方法加速训练,之前的方法比如MetaQNN都直接将中间奖励设为零,这会导致RL耗时,因为在刚开始的阶段,$s_T$的Q-value 会明显高于其它状态(终止层Q-value无折扣率,直接是准确率?) 完整的学习过程如图4c,agent首先采用一系列结构编码来构建block并构建完整的网络,然后训练生成的网络,将验证准确率作为reward来更新Q-value,最后,agent选择另外的结构编码来获得更好
定理的核心结论是:SRL的optimal policy 是 SOFT 的(起名SRL的原因),即 optimal policy 是 Q-value 的 softmax 函数。 而HRL 的 optimal policy 是 HARD 的,即 optimal policy 是 Q-value 的max函数。如果SRL中的alpha取为0,则SRL退化成HRL。 设在圈点的Q-value为 Q(s0,a),p1,p2分别对应Q1=Q(s0,a1), Q2=Q(s0,a2),Q1>Q2。
agent 在当前 state 下采取一个 action,根据 P 得到一个奖励,进而计算出一个 Q-value 来记忆这个 action 是否是有利的,它也是衡量这对 state action 组合的质量的指标 公式的含义是给旧的 Q-value 加个权重 (1−α),再加上新学到的值,这个新学到的值包括在当前state采取当前action的奖励,加上下一个状态next state上最大reward的discounted
这就要用到强化学习中的“Q-value”、但Q-value也是一个未知的函数,所以也可以用神经网络来近似。这个网络被称为critic。 只有重力的情况是这样的 ?
会先进行探索,就是随机选择一个 state,随机选择一个 action,这样通过表格 P,就能得到下一个状态,以及此时的奖励,于是由 Q-function 可以计算出这对 state-action 组合的 Q-value agent 对环境有一定的了解后,即 Q-table 有了一些数值后,就可以利用环境,即在选择 action 时不是随机选取,而是选择 Q-table 中当前 state 下所有 action 中选择 Q-value
SQN (Soft Q Network )是基于Q-value的强化学习算法,伪代码及源代码详见createamind代码库。
作者 | Robbie Allen 编译 | 专知 整理 | Sanglei, Shengsheng 今天,我们将构建一个深度Q网络,为环境中的agent实现一个可以获取环境状态信息以及近似Q-value 我们需要找到向量中最大的Q-value,以帮我们做出最好的行为决策。 开始,agent的错误很多,但一段时间后,就可以将每帧画面(环境)与最好的行为关联起来 ? 预处理部分 ? 在网络中,我们采用一个使用激活函数为ELU的全连接层、一个输出层(采用线性激活函数的全连接层)来为每个行为计算Q-value值。 误差(TD误差)通过计算Q_target(下一个时刻的最大可能值)与当前状态下预测得到的Q-value间的差值来获得。 ? 在算法中,出现了两种处理过程。