MGDA II: A direct method for calculating a descent direction common to several criteria - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Accéder directement au contenu
Rapport (Rapport De Recherche) Année : 2012

MGDA II: A direct method for calculating a descent direction common to several criteria

Résumé

This report is a sequel of the publications [1] [3] [2]. We consider the multiobjective optimization problem of the simultaneous minimization of n (n ≥ 2) criteria, {J_i(Y)}(i=1,...,n), assumed to be smooth real-valued functions of the design vector Y ∈ OMEGA ⊂ R^N (n ≤ N) where OMEGA is the (open) admissible domain of R^N over which these functions admit gradients. Given a design point Y^0 ∈ OMEGA that is not Pareto-stationary, we introduce the gradients {J_i'}(i=1,...,n) at Y = Y^0, and assume them to be linearly independent. We also consider the possible "scaling factors", {S_i} (i=1,...,n) (S_i > 0 , ∀i), as specified appropriate normalization constants for the gradients. Then we show that the Gram-Schmidt orthogonalization process, if conducted with a particular calibration of the normalization, yields a new set of orthogonal vectors {u_i} (i=1,..,n) spanning the same subspace as the original gradients; additionally, the minimum-norm element of the convex hull corresponding to this new family, omega, is calculated explicitly, and the Fréchet derivatives of the criteria in the direction of omega are all equal and positive. This direct process simplifies the implementation of the previously-defined Multiple-Gradient Descent Algorithm (MGDA).
Ce rapport est une suite des publications [1] [3] [2]. On considère le problème d'optimisation multiobjectif dans lequel on cherche à minimiser n (n ≥ 2) critères, {J_i(Y)}(i=1,...,n), supposés fonctions régulières d'un vecteur de conception Y ∈ OMEGA ⊂ R^N (n ≤ N) où OMEGA est le domaine (ouvert) admissible, partie de R^N dans laquelle les critères admettent des gradients. Étant donné un point de conception Y^0 ∈ OMEGA qui n'est pas Pareto-stationnaire, on introduit les gradients {J_i'}(i=1,...,n) en Y = Y^0, et on les suppose linéairement indépendants. On considère également un ensemble de "facteurs d'échelles", {S_i} (i=1,...,n) (S_i > 0 , ∀i), spécifiés par l'utilisateur, et considérés comme des constantes appropriées de normalisation des gradients. On montre alors que le processus d'orthogonalisation de Gram-Schmidt, lorsqu'on le conduit avec une calibration bien spécifique de la normalisation, produit un ensemble de vecteurs orthogonaux {u_i} (i=1,..,n) qui engendrent le même sous-espace que les gradients d'origine; de plus, l'élément de plus norme de l'enveloppe convexe de cette nouvelle famille, omega, se calcule explicitement, et les dérivées de Fréchet des critères dans la direction de omega sont égales et positives. Ce processus direct simplifie la mise en oeuvre de l'Algorithme de Descente à Gradients Multiples (MGDA) défini précédemment.
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Dates et versions

hal-00685762 , version 1 (05-04-2012)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00685762 , version 1

Citer

Jean-Antoine Désidéri. MGDA II: A direct method for calculating a descent direction common to several criteria. [Research Report] RR-7922, INRIA. 2012, pp.11. ⟨hal-00685762⟩
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