Skip to main content

2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

Time Complexity and Zeros of the Hypervolume Indicator Gradient Field

verfasst von : Michael Emmerich, André Deutz

Erschienen in: EVOLVE - A Bridge between Probability, Set Oriented Numerics, and Evolutionary Computation III

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

In multi-objective optimization the hypervolume indicator is a measure for the size of the space within a reference set that is dominated by a set of

μ

points. It is a common performance indicator for judging the quality of Pareto front approximations. As it does not require a-priori knowledge of the Pareto front it can also be used in a straightforward manner for guiding the search for finite approximations to the Pareto front in multi-objective optimization algorithm design.

In this paper we discuss properties of the gradient of the hypervolume indicator at vectors that represent approximation sets to the Pareto front. An expression for relating this gradient to the objective function values at the solutions in the approximation set and their partial derivatives is described for arbitrary dimensions

m

 ≥ 2 as well as an algorithm to compute the gradient field efficiently based on this information. We show that in the bi-objective and tri-objective case these algorithms are asymptotically optimal with time complexity in Θ(

μd

 + 

μ

log

μ

) for

d

being the dimension of the search space and

μ

being the number of points in the approximation set. For the case of four objective functions the time complexity is shown to be in

$\mathcal{O}(\mu d + \mu^2)$

. The tight computation schemes reveal fundamental structural properties of this gradient field that can be used to identify zeros of the gradient field. This paves the way for the formulation of stopping conditions and candidates for optimal approximation sets in multi-objective optimization.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Metadaten
Titel
Time Complexity and Zeros of the Hypervolume Indicator Gradient Field
verfasst von
Michael Emmerich
André Deutz
Copyright-Jahr
2014
Verlag
Springer International Publishing
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-01460-9_8

Premium Partner