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非線形最小二乗法〔 T. Strutz: ''Data Fitting and Uncertainty (A practical introduction to weighted least squares and beyond)''. Vieweg+Teubner, ISBN 978-3-8348-1022-9. Ch6に、非線形最小二乗法の尤もらしさに関する記述が記載されている。 〕(ひせんけいさいしょうにじょうほう)とは、観測データに対するカーブフィッティング手法の一つであり 、最小二乗法を非線形なモデル関数に拡張したものである。非線形最小二乗法は、未知パラメータ(フィッティングパラメータ)を非線形の形で持つ関数モデルを用いて、観測データを記述すること、即ち、データに最も当てはまりの良い〔実際には、重解が出る場合も多い。〕フィッティングパラメータを推定することを目的とする。 ==最小二乗法の主張== ''m'' 個のデータポイント (''x''1 , ''y''1 ), (''x''2 , ''y''2 ), ... , (''xm'' , ''ym'' ) からなるセットに対し、''n'' 個〔少なくとも''m'' > ''n'' でなければナンセンスとなる。〕のフィッティングパラメータ β1 , β2 , ... , β''n'' を持つモデル関数 : (1-1) をあてはめる場合を考える。ここで、それぞれのデータ (''xm'' , ''ym'' ) において、''xi'' は説明変数とし、''yi'' は目的変数とする。β = (β1 , β2 , ... , β''n'' ) は、前記の''n'' 個のフィッティングパラメータβ''i'' からなる実数ベクトルとする。 また、以下で定まる残差 : (1-2) のそれぞれは、それぞれ、期待値 0、標準偏差σ''i'' の正規分布に従うとする。 また、話を簡単にするため、''xi'' それぞれは、いずれも誤差を持たないとする。 このとき、考えるべき問題は、もっとも当てはまりのよいβを見つけ出すことである。 非線形最小二乗法では、以下の残差平方和(より正確に言えば、規格化された残差平方和) : (1-3) を最小とするようなβが、もっとも当てはまりの良い''f'' を与えるフィッティングパラメータと考える〔〔。 この考え方は、数多ある考え方の一つに過ぎない。他の考え方としては、例えば *を最小にする考え方 *を最小とする考え方(単に各データのバラつきが同じと勝手に仮定しただけ)。 *データ、モデル関数共に何らかの変換(例えば対数変換)を加えたうえで、最小二乗法をする考え方。 *カイ二乗値を最小にする考え方〔http://www.hulinks.co.jp/support/kaleida/curvefit.html〕。 等があり得る。これらの考え方で”最適”となったフッティングパラメータは、最小二乗法では”最適”とは限らない。 〔 無論、例えば一つの特別な状況として、いずれの残差の標準偏差も、全て同じ値σである時、即ち、''ri'' それぞれが、期待値 0、標準偏差σの正規分布に従う場合には、残差平方和''S'' から、共通項 1/(2σ''i''2 ) がくくりだせる。従って、この場合には、最小二乗法は、 : を最小とするようなβが、最も当てはまりが良いと考えるのと同等である。〕 但し、最小二乗法の考え方は、確率論的に尤もらしさが裏付けられている〔。このことについては、次節にて論じる。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「非線形最小二乗法」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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