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正指数和与经验数据拟合的参数估计问题综述。 (英语) Zbl 1023.65009号

摘要:指数和模型常用于热扩散、化合物扩散、医学、经济学、物理科学和技术中的时间序列。因此,找到指数和参数估计的好方法是很重要的。
本文回顾并讨论了过去四十年的研究成果。指数和和的参数估计和拟合准则模型有很多不同的方法,从拟合中得到了一个有效的结果。我们发现一个好的选择是一个加权的双范数目标函数,其权重基于最大似然(ML)准则。如果指数项的数量未知,可以使用基于信息标准或交叉验证的统计方法来确定最佳数量。
在用极大似然目标函数表示的约束加权非线性最小二乘问题中,适合使用混合高斯-牛顿算法和拟牛顿算法来寻找未知参数。该问题是高度病态的,关键是找到参数的良好起始值。为了找到初始参数值,提出了一种改进的Prony方法或基于将部分和重写为几何和的方法。

MSC公司:

65日第10天 数值平滑、曲线拟合
65C60个 统计中的计算问题(MSC2010)
10层62层 点估计
11升03 三角和指数和(一般理论)
11年60 数论常数的计算
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Agha,M.,拟合指数线性组合的直接方法,生物统计学,27399-413(1971)
[2] Akaike,H.,《预测的拟合自回归模型》,《Ann.Inst.Stat.Math.》。,20, 425-439 (1969) ·Zbl 0198.51202号
[3] H.Akaike,《信息理论与最大似然原理的扩展》,载于:B.N.Petrov,F.Csaki,(编辑),《第二届信息理论国际研讨会论文集》,布达佩斯,控制与信息理论问题补充,1972年,第267-281页;H.Akaike,《信息理论与最大似然原理的扩展》,载于:B.N.Petrov,F.Csaki,(编辑),第二届信息理论国际研讨会论文集,布达佩斯,控制与信息理论问题补充,1972年,第267-281页·Zbl 0283.62006号
[4] Akaike,H.,统计模型识别的新视角,IEEE Trans。自动。控制,AC-19,6716-723(1974)·兹伯利0314.62039
[5] Akhiezer,N.L.,《经典矩问题和分析中的一些相关问题》(1965年),Oliver和Boyd:Oliver和Boyd Edinburgh·Zbl 0135.33803号
[6] Al-Baali,M。;Fletcher,R.,非线性最小二乘的变分方法,J.Oper。Res.Soc.,36,405-421(1985)·Zbl 0578.65064号
[7] 阿马尔,G。;西大亚文萨。;Martin,C.,指数插值:理论和数值算法,应用。数学。计算。,41, 189-232 (1991) ·Zbl 0716.65001号
[8] Avrett,E。;Hummer,D.,周一。诺蒂克。罗伊。阿童木。《社会学杂志》,130865(1965)
[9] M.Bertero,P.Boccacci,E.R.Pike,《关于从实验数据中恢复和解析指数弛豫速率ii–拉普拉斯变换反演实验采样点的最佳选择》,Proc。罗伊。《社会科学》第393(51)卷(1984年);M.Bertero,P.Boccacci,E.R.Pike,《关于从实验数据中恢复和解析指数弛豫速率ii–拉普拉斯变换反演实验采样点的最佳选择》,Proc。罗伊。Soc.393(51)(1984年)·兹伯利0541.65094
[10] 贝尔特罗,M。;Brianzi,P。;Pike,E.R.,关于从实验数据中恢复和解决指数松弛率:加权空间中的拉普拉斯变换反演,反问题,1,1-15(1985)·兹比尔0603.44001
[11] Braess,D.,关于最小范数的单样条线的非均匀性,J.逼近理论,12,1,91-93(1974)·Zbl 0288.41003号
[12] Braess,D.,关于有理(L_p)逼近,J.逼近理论,18,2,136-151(1976)·Zbl 0335.41008号
[13] Braess,D.,Chebyshev多项式近似。III关于最佳近似数,J.近似理论,24,2,119-145(1978)·Zbl 0399.41019号
[14] D.Braess,整体分析和非线性近似及其在指数近似中的应用。2.指数近似的应用,见:Z.Ziegler,近似理论与应用,学术出版社技术,以色列海法,1981年,第39-63页;D.Braess,整体分析和非线性近似及其在指数近似中的应用。2.指数近似的应用,见:Z.Ziegler,近似理论与应用,学术出版社技术,以色列海法,1981年,第39-63页
[15] D.Braess,非线性近似中的全局分析及其在指数近似中的应用。1.Haar-Embedded流形的唯一性定理,载于:Z.Ziegler,逼近理论与应用,学术出版社,以色列海法,1981年,第23-37页;D.Braess,非线性近似中的全局分析及其在指数近似中的应用。1.Haar嵌入流形的唯一性定理,载:Z.Ziegler,《逼近理论与应用》,Academic Press Technicon,以色列海法,1981年,第23-37页
[16] R.Brockett,《部分实现问题的几何》,载于《1978年IEEE决策与控制会议论文集》,1978年,第1048-1052页;R.Brockett,《部分实现问题的几何》,载于:1978年IEEE决策与控制会议论文集,1978年,第1048-1052页·Zbl 0433.93009
[17] Burstein,J.,《指数逼近、扩张和微分方程》(1997),公制出版社:马萨诸塞州波士顿公制出版社
[18] 康托,D.G。;Evans,J.W.,《关于正幂和逼近》,SIAM J.Appl。数学。,18, 2, 380-388 (1970) ·Zbl 0219.41006号
[19] 科尔曼,T.F。;Plassmann,P.E.,多处理器上非线性最小二乘问题的求解,(van Zee,G.a.;van de Vorst,J.G.G.,并行计算,计算机科学讲义,第384卷(1988年),Springer:Springer-Blin),44-60
[20] 科尔曼,T.F。;Plassmann,P.E.,《并行非线性最小二乘解算器:理论分析和数值结果》,SIAM J.Sci。统计师。计算。,13, 3, 771-793 (1992) ·Zbl 0761.65047号
[21] R.G.Cornell,《拟合指数线性组合的方法》,《生物统计学》(1962)104-113;R.G.Cornell,拟合指数线性组合的方法,生物统计学(1962)104-113·Zbl 0107.14202号
[22] 克罗姆,L.,Eine Klasse von verfahren zur ermittlung bester nichtlinear Tschebyscheff-Aapproximationen,Numerische Mathematik,25,447-459(1976)·Zbl 0333.65005号
[23] Cromme,L.,《强唯一性——迭代过程收敛性分析的深远标准》,《数值数学》,29179-193(1978)·Zbl 0352.65012号
[24] L.Cromme,指数和和样条的局部最佳近似的微分刻画的统一方法,技术报告,Lehrstühle für Numeriche und Angewandte Mathematik,哥廷根大学,加州伯克利大学,1981年5月;L.Cromme,指数和和样条曲线局部最佳逼近微分特征的统一方法,技术报告,Lehrstühle für Numerische und Angewandte Mathematik,哥廷根大学,加州伯克利大学,1981年5月·Zbl 0504.41030号
[25] Cromme,L.J.,指数和和样条曲线的正则参数化,J.近似理论,35,1,30-44(1982)·Zbl 0486.41017号
[26] Della Corte,M。;布里奇,L。;Romano,S.,《关于指数线性组合的拟合》,《生物统计学》,30367-369(1974)·Zbl 0286.62048号
[27] 丹尼斯·J·E。;Schnabel,R.B.,《无约束优化和非线性方程的数值方法》(1983),新泽西州普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂塞·霍尔恩格尔伍德克利夫斯·Zbl 0579.65058号
[28] 小丹尼斯·J·E。;盖伊,D.M。;Welch,R.E.,自适应非线性最小二乘算法,ACM Trans。数学。软件,7,3,348-368(1981)·Zbl 0464.65040号
[29] Duncan,G.T.,非线性回归中jackknife构造置信区的实证研究,技术计量学,20,2,123-129(1978)·Zbl 0394.62048号
[30] Evans,J.W。;Gragg,W.B。;LeVeque,R.J.,关于正系数的最小二乘指数和近似,数学。计算。,34, 149, 203-211 (1980) ·兹比尔0424.65002
[31] 弗莱彻,R。;Xu,C.,非线性最小二乘的混合方法,IMA J.Numer。分析。,7, 371-389 (1987) ·Zbl 0648.65051号
[32] Fletcher,R.,《优化的实用方法》(1987),威利出版社,纽约·Zbl 0905.65002号
[33] 格拉格,W。;Lindquist,A.,关于部分实现问题,线性代数应用。,50, 277-319 (1983) ·Zbl 0519.93024号
[34] J.古达特。;Jongen,H.Th.,非线性优化中的结构稳定性,优化,18617-631(1987)·Zbl 0638.90093号
[35] S.奥勒·古斯塔夫森。,指数近似的计算格式,Z.Angew。数学。机械。,61, 284-287 (1981) ·Zbl 0479.65010号
[36] Hilebrand,F.,《数值分析导论》(1956年),McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约·Zbl 0070.12401号
[37] K.Holmström,NLPLIB TB 1.0-用于非线性优化和参数估计的MATLAB工具箱,技术报告IMa-TOM-1997-02,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1997年;K.Holmström,NLPLIB TB 1.0-用于非线性优化和参数估计的MATLAB工具箱,技术报告IMa-TOM-1997-02,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1997年
[38] K.Holmström,非线性编程的NLPLIB工具箱,在:MATLAB,高级建模和优化1(1999)70-86;K.Holmström,非线性规划的NLPLIB工具箱,收录于:MATLAB,高级建模与优化1(1999)70-86·Zbl 1115.90302号
[39] K.Holmström,MATLAB中的TOMLAB优化环境,高级建模和优化1(1999)47-69;K.Holmström,MATLAB中的TOMLAB优化环境,高级建模与优化1(1999)47-69·Zbl 1115.90404号
[40] K.Holmström,A.Ahnesjö,J.Peterson,放射治疗计划中指数和拟合的算法,高级建模与优化3(2001);K.Holmström,A.Ahnesjö,J.Peterson,放射治疗计划中指数和拟合的算法,高级建模与优化3(2001)
[41] 亨特,G。;Grant,I.和J.Atmos。科学。,26, 963 (1969)
[42] Huschens,J.,《关于非线性最小二乘问题割线方法中乘积结构的使用》,SIAM J.Opt。,4, 1, 108-129 (1994) ·Zbl 0798.65064号
[43] Jennrich,R.I。;Bright,P.B.,《使用计算机生成的精确导数拟合线性微分方程系统》,《技术计量学》,第18、4、385-392页(1976年)·Zbl 0342.62066号
[44] Jongen,H.Th。;韦伯,G.-W.,《非线性优化,结构稳定性表征》,J.Global Opt。,1,1,47-64(1991年)·Zbl 0745.90067号
[45] 卡恩,M。;Mackisack,M.S。;奥斯本,M.R。;Smyth,G.K.,《关于Prony方法和相关算法的一致性》,J.Compute。图形统计。,1, 329-349 (1992)
[46] T.Kaijser,《测定气溶胶粒度分布的简单反演方法》,技术报告C 30231-E,FOA,Huvudadverning 3581 11 Linköping,1981年9月;T.Kaijser,测定气溶胶粒径分布的简单反演方法,技术报告C 30231-E,FOA,Huvudadverning 3581 11 Linköping,1981年9月·Zbl 0513.65090号
[47] Kammler,D.W.,完全单调函数的指数和最小二乘近似,SIAM J.Numer。分析。,16, 801-818 (1979) ·Zbl 0444.41012号
[48] Kirkegaard,P。;Eldrup,M.,POSITRONFIT:分析正电子寿命谱的通用程序,计算。物理学。通信,3240-255(1972)
[49] Kirkegaard,P。;Eldrup,M.,POSITRONFIT扩展:正电子寿命谱分析程序的新版本,计算。物理学。通信,7401-409(1974)
[50] Kojima,M.,非线性程序中的强稳定平稳解,(Robinson,S.M.,不动点的分析和计算(1980),学术出版社:纽约学术出版社)·Zbl 0478.90062号
[51] S.Y.Kung,《多变量和多维系统:分析与设计》,加州斯坦福大学电气工程系博士论文,1977年6月;S.Y.Kung,《多变量和多维系统:分析与设计》,加州斯坦福大学电气工程系博士论文,1977年6月
[52] P.Lindström和P.Wedin,非线性最小二乘问题的方法和软件,技术报告UMINF-133.87,瑞典乌梅大学信息处理研究所,1988年;P.Lindström和P.Wedin,非线性最小二乘问题的方法和软件,技术报告UMINF-133.87,瑞典乌梅大学信息处理研究所,1988年
[53] Ljung,L.,《系统识别:用户理论》(1987),Prentice-Hall:新泽西州Prentice-Hall Englewood Cliffs·Zbl 0615.93004号
[54] Mackisack,M.S。;奥斯本,M.R。;Smyth,G.K.,估计正弦频率的修正Prony算法,J.Statist。计算。模拟,49,111-124(1994)·Zbl 0833.62087号
[55] L.Marple,Pisarenko和Prony方法的谱线分析,技术报告CH1379-7/79/0000-0159,Advent systems INC,1183 Bourdeaux Dr.Sunnyvale,CA 940861979;L.Marple,Pisarenko和Prony方法的谱线分析,技术报告CH1379-7/79/0000-0159,Advent systems INC,1183 Bourdeaux Dr.Sunnyvale,CA 940861979
[56] 马丁,C。;Smith,J.,近似、插值和采样,康特姆。数学。,68, 227-252 (1987) ·Zbl 0636.93011号
[57] M.Nakamura,T.Takahashi,《四方形变换的倒置》,1978年(日本原始论文的翻译论文);M.Nakamura,T.Takahashi,《卡方变换的反演》,1978年(翻译自日本原始论文)
[58] 中村,M。;高桥,T。;Kodama,S.,通过伽马变换方法对指数衰减线性组合的参数估计-研究,Trans。IECE标准。E、 63、6、500-501(1980)
[59] Nazareth,L.,解决大剩余非线性最小二乘问题的一些最新方法,SIAM,22,1,1-11(1980)·Zbl 0424.65031号
[60] M.R.Osborne,一类非线性回归问题,见:R.S.Anderssen,M.R.奥斯本(编辑),数据表示,昆士兰大学出版社,1970年,第94-101页;M.R.Osborne,一类非线性回归问题,收录于:R.S.Anderssen,M.R.奥斯本(编辑),数据表示,昆士兰大学出版社,1970年,第94-101页·Zbl 0341.62058号
[61] Osborne,M.R.,一些特殊的非线性最小二乘问题,SIAM J.Numer。分析。,12, 4, 571-592 (1975) ·Zbl 0322.65007号
[62] Osborne,M.R.,《非线性最小二乘法——重访Levenberg算法》,J.Aust。数学。Soc.B,19,343-357(1976)·Zbl 0364.90100号
[63] M.R.Osborne,G.K.Smyth,重温指数拟合算法,J.Gani,M.B.Priestly,(编辑),时间序列和联合过程论文:E.LJ荣誉论文。Hannan,应用概率信托,谢菲尔德,1986年,第419-430页;M.R.Osborne,G.K.Smyth,重温指数拟合算法,J.Gani,M.B.Priestly,(编辑),时间序列和联合过程论文:E.LJ荣誉论文。Hannan,应用概率信托,谢菲尔德,1986年,第419-430页·Zbl 0605.65008号
[64] 奥斯本,M.R。;Smyth,G.K.,《拟合差分方程定义函数的改进Prony算法》,SIAM J.Sci。统计师。计算。,12, 362-382 (1991) ·兹比尔0723.65006
[65] 奥斯本,M.R。;Smyth,G.K.,指数函数拟合的修正Prony算法,SIAM J.Sci。计算。,16, 1, 119-138 (1995) ·Zbl 0812.62070号
[66] J.Petersson,将两类指数和拟合到经验数据的算法,执照论文,ISSN 1400-5468,Opuscula ISRN HEV-BIB-OP-35-SE,优化和系统理论部,瑞典米拉德伦大学斯德哥尔摩皇家理工学院,1998年12月4日;J.Petersson,将两类指数和拟合到经验数据的算法,执照论文,ISSN 1400-5468,Opuscula ISRN HEV-BIB-OP-35-SE,优化和系统理论部,瑞典米拉德伦大学斯德哥尔摩皇家理工学院,1998年12月4日
[67] J.Peterson,K.Holmström,指数和与经验数据的拟合,技术报告IMa-TOM-1997-05,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1997年,在1997年8月24日至29日于瑞士洛桑举行的第十六届数学规划国际研讨会上作了介绍;J.Peterson,K.Holmström,指数和与经验数据的拟合,技术报告IMa-TOM-1997-05,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1997年,在1997年8月24日至29日于瑞士洛桑举行的第十六届数学规划国际研讨会上发表
[68] J.Peterson,K.Holmström,识别两类指数和拟合问题的参数和模型阶,技术报告IMa-TOM-1998-05,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年;J.Peterson,K.Holmström,识别两类指数和拟合问题的参数和模型阶,技术报告IMa-TOM-1998-05,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年
[69] J.Peterson,K.Holmström,一类指数和最小二乘拟合问题的初始值,技术报告IMa-TOM-1998-04,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年;J.Peterson,K.Holmström,一类指数和最小二乘拟合问题的初始值,技术报告IMa-TOM-1998-04,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年
[70] J.Peterson,K.Holmström,指数和最小二乘拟合问题的初始值,技术报告IMa-TOM-1998-01,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年;J.Peterson,K.Holmström,指数和最小二乘拟合问题的初始值,技术报告IMa-TOM-1998-01,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年
[71] J.Petersson,K.Holmström,两类指数和最小二乘拟合问题的初值,技术报告IMa-TOM-1998-07,瑞典mälardalen大学数学和物理系,1998年;J.Peterson,K.Holmström,两类指数和最小二乘拟合问题的初始值,技术报告IMa-TOM-1998-07,瑞典梅拉德伦大学数学和物理系,1998年
[72] J.Peterson和K.Holmström,指数和中的参数估计方法,载于:A.Lökketangen(编辑),数学规划学会北欧分会第五届会议论文集,ISBN 82-90347-76-6,莫尔德大学运筹学部莫尔德,1998年;J.Peterson和K.Holmström,指数和中的参数估计方法,收录于:A.Lökketangen,(编辑),数学规划学会北欧分会第五届会议论文集,ISBN 82-90347-76-6,莫尔德大学运筹学部莫尔德,1998年
[73] Price,P.F.,《服从泊松分布的辐射量子计数的最小二乘估计和最大似然估计的比较》,Acta Cryst。A、 35、57-60(1979)
[74] Raschke,E。;Stucke,U.,Beitr公司。Physik大气。,46, 203 (1973)
[75] Rissanen,J.,线性序列的递归识别,SIAM J.Control,9420-430(1971)·Zbl 0204.46202号
[76] Rissanen,J.,《用最短数据描述建模》,Automatica,1465-471(1978)·Zbl 0418.93079号
[77] A.Ruhe,指数正和最小二乘拟合,技术报告UMINF-70.78,瑞典乌梅大学信息处理研究所,1978年,1980年2月29日修订;A.Ruhe,指数正和最小二乘拟合,技术报告UMINF-70.78,瑞典乌梅大学信息处理研究所,1978年,1980年2月29日修订
[78] Ruhe,A.,通过指数的正和拟合经验数据,SIAM J.Sci。统计师。计算。,1, 4, 481-498 (1980) ·Zbl 0455.65009号
[79] A.Ruhe,用指数正和拟合经验数据,Compstat(1980)622-628;A.Ruhe,用指数的正和拟合经验数据,Compstat(1980)622-628·兹比尔0438.65022
[80] Ruhe,A。;Wedin,P.,可分离非线性最小二乘问题的算法,SIAM Rev.,22318-337(1980)·Zbl 0466.65039号
[81] Shah,B.K.,获得将二项指数模型拟合到血液浓度数据的初步估计,J.Pharm.Sci。,62, 1208-1209 (1973)
[82] Shapiro,R.,《线性插值中的信息损失和补偿》,J.Compute。物理。,10, 65-84 (1972)
[83] 夏皮罗,R。;平滑、过滤和边界效果,参考地球物理。和空间物理学。,8, 359-387 (1972)
[84] M.R.史密斯。;Cohn-Sfetcu,S。;Buckmaster,H.A.,用光谱分析技术分解多组分指数衰减,技术计量学,18,4,467-482(1976)·Zbl 0342.62061号
[85] G.K.Smyth,非线性估计中的耦合和可分离迭代,博士论文,堪培拉,澳大利亚国立大学,1985;G.K.Smyth,非线性估计中的耦合和可分离迭代,博士论文,堪培拉,澳大利亚国立大学,1985年
[86] H.S.Steyn,使用傅里叶分析拟合指数衰减的线性组合,收录于:Compstat,Physica-Verlag,维也纳,1980年,第615-621页;H.S.Steyn,使用傅里叶分析拟合指数衰减的线性组合,收录于:Compstat,Physica-Verlag,维也纳,1980年,第615-621页·兹比尔0438.65021
[87] H.S.Steyn和J.W.J.van Wyk,《根据数据拟合舱室模型的一些方法》,《技术报告》,Wetenskaplike bydraes van die pu vir cho,Potchefstromse Universiteit vir cho,1977年;H.S.Steyn和J.W.J.van Wyk,《根据数据拟合舱室模型的一些方法》,《技术报告》,Wetenskaplike bydraes van die pu vir cho,Potchefstromse Universiteit vir cho,1977年
[88] Van den Bos,A.,一类小样本非线性最小二乘问题,Automatica,16,487-490(1980)·Zbl 0441.93041号
[89] Varah,J.M.,《关于用非线性最小二乘法拟合指数》,SIAM J.Sci。统计师。计算。,6, 30-44 (1985) ·Zbl 0561.65007号
[90] 韦斯科姆,W.J。;Evans,J.W.,辐射传输函数的指数和拟合,计算。物理。,24, 4, 416-444 (1977)
[91] Yabe,H。;Takahashi,T.,非线性最小二乘问题的因子化拟牛顿方法,数学。编程,51,1,75-100(1991)·Zbl 0737.90064号
[92] Beale,E.M.L.,非线性估计的置信区间,J.Roy。统计师。Soc.序列号。B、 22、41-76(1960)·Zbl 0096.13201号
[93] Meyer,R.R.,《一系列优化方法的有效性》,SIAM控制杂志,8,41-54(1970)·Zbl 0194.20501号
[94] Mckcown,J.J.,最小化平方项和函数的专用算法与通用算法,数学规划,957-60(1975)·Zbl 0315.68036号
[95] 加德纳,D.g。;加德纳,J.C。;劳什·G。;Meinke,W.W.,《多组分实验衰变曲线分析方法》,J.Chem。物理。,31, 978-986 (1959)
[96] J.R.Rice,《非线性近似中的最小化和技术》,J.M.Ortega,W.C.Rheinboldt(编辑),《数值分析研究2》,工业和应用数学学会,宾夕法尼亚州费城,1970年,第80-89页;J.R.Rice,《非线性近似中的最小化和技术》,J.M.Ortega,W.C.Rheinboldt(编辑),《数值分析研究2》,工业和应用数学学会,宾夕法尼亚州费城,1970年,第80-89页·Zbl 0226.65007号
[97] Holmström,K.,《新优化算法和软件》,《随机过程理论》,5,21,55-63(1999)·Zbl 0947.90131号
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