强化学习:贝尔曼方程和最优性

1.Bellman Expectation Equation
2.Optimal Policy
3.Bellman Optimality Equation for State-Value Function
4.Bellman Optimality Equation for State-action value Function

什么是贝尔曼期望方程?


image.png

从上面的等式,可以知道,当前状态s的价值可以分解成,即时奖励R[t+1]加上带有折扣因子 𝛾的后一个状态的价值v[S (t+1)]。这仍然代表贝尔曼期望方程。
但是我们现在做的是找到受某个策略支配的特定状态的价值。这就是贝尔曼方程和贝尔曼期望方程的区别。

在数学上,我们可以将贝尔曼期望方程定义为:
image.png

让我们称之为方程 1,上面的等式告诉我们,当我们遵循某个策略 (π) 时,特定状态的价值由即时奖励加上后继状态的价值决定。

类似地,我们可以表达我们的状态-动作值函数(Q-Function)如下:
image.png

我们称其为方程 2。从上面的等式中,我们可以看到,一个状态的 State-Action Value 可以分解为我们在 state(s) 中执行某个 action 并移动到另一个 state(s') 时获得的即时奖励加上折扣过的状态(s')的状态动作价值函数。

深入研究贝尔曼期望方程:
首先,让我们借助图来理解状态值函数的贝尔曼期望方程:


image.png

此备份图描述了处于特定状态的价值。从状态 s 来看,我们有可能采取这两种行动。每个动作都有一个 Q 值(状态-动作值函数)。我们平均 Q 值,它告诉我们在特定状态下有多好。基本上,它定义了 Vπ(s)。[看公式 1]

在数学上,我们可以将其定义如下:


image.png

这个方程也告诉我们状态-价值函数和状态-动作价值函数之间的联系。现在,让我们看一下 State-Action Value Function 的备份图:
image.png

这个备份图说,假设我们从采取一些行动(a)开始。因此,由于动作(a),代理可能会被环境吹到这些状态中的任何一个。因此,我们要问的问题是,采取行动(a)有多好?

未完


马尔可夫决策过程

从一种状态移动到另一种状态称为Transition.
代理从一种状态移动到另一种状态的概率称为Transition Probability.

马尔科夫性质:


image.png

“Future is Independent of the past given the present”,S[t] 表示当前agent状态, s[t+1] 表示下一状态。上面的等式意味着,从 S[t] 转移到 S[t+1] 完全独立于过去。直觉上意味着我们当前的状态已经捕获了所有过去状态的信息。

马尔科夫过程/马尔科夫链
马尔可夫过程是无记忆的随机过程

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 119,397评论 1 241
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 52,183评论 1 200
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 74,775评论 0 167
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 36,619评论 0 127
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 43,458评论 1 206
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 36,068评论 1 126
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 28,056评论 2 209
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 27,184评论 0 120
  • 想象着我的养父在大火中拼命挣扎,窒息,最后皮肤化为焦炭。我心中就已经是抑制不住地欢快,这就叫做以其人之道,还治其人...
    爱写小说的胖达阅读 26,124评论 5 173
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 30,241评论 0 178
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 27,450评论 1 170
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 28,689评论 1 178
  • 白月光回国,霸总把我这个替身辞退。还一脸阴沉的警告我。[不要出现在思思面前, 不然我有一百种方法让你生不如死。]我...
    爱写小说的胖达阅读 22,990评论 0 25
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 25,606评论 2 164
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 29,463评论 3 173
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 24,454评论 0 4
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 24,469评论 0 113
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 30,687评论 2 189
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 31,094评论 2 188

推荐阅读更多精彩内容