函數近似

最小平方時間差分(least-squares temporal-difference, LSTD)

對於線性價值函數,你不必靠緩慢的梯度步驟去學——可以直接解出最佳權重。LSTD 從資料中蒐集統計量,以閉式解算出滿足線性 TD 不動點方程的權重向量。它是 TD 預測的批次、無步長解答。

有特徵 x(s) 時,TD 的不動點是滿足 A w = b 的 w,其中 A = E[x(s)(x(s) - gamma x(s'))^T]、b = E[r x(s)]。LSTD 從樣本估出 A 與 b,再解 w = inverse(A) b。它把每個樣本都用到極致(資料效率極高),且沒有學習率要調;LSTDQ 把它推廣到動作價值,供策略迭代(LSPI)內部使用。

代價是 O(d^2) 的記憶體與最多 O(d^3) 的求逆,所以它適合中等數量的特徵,而非百萬參數的網路。它資料效率高但計算量大,而且和所有 TD 不動點方法一樣,它在投影的意義下找到的是最佳線性擬合——除非真值本來就對特徵為線性,否則並非真值。

\mathbf w=\mathbf A^{-1}\mathbf b,\quad \mathbf A=\sum_t \mathbf x(s_t)\big(\mathbf x(s_t)-\gamma\mathbf x(s_{t+1})\big)^\top,\ \mathbf b=\sum_t r_t\,\mathbf x(s_t)

閉式線性 TD 不動點:解 A w = b。

又称
LSTDLSTDQLSPI