| − | *'''价值函数训练''':在Dreamer框架中,价值网络以潜在状态(<math>z_t</math>)或更完整的隐状态对(<math>h_t</math>,<math>s_t</math>)作为输入,输出一个标量(<math>v_\psi(z_t)</math>),用于近似当前潜在状态下的期望折扣累积回报。为了高效训练价值网络,Dreamer采用了基于想象轨迹的时序差分学习(temporal difference learning),并结合了λ-return方法,在训练中平衡偏差与方差。具体地,给定一条想象轨迹:<math>(z_0, r_0), (z_1, r_1), \dots, (z_H, r_H)</math>,其中<math>z_H</math>为轨迹末状态,可以为每个中间潜在状态构造目标价值<math>R_t^\lambda</math>。 | + | *'''价值函数训练''':在Dreamer框架中,价值网络以潜在状态(<math>z_t</math>)或更完整的隐状态对(<math>h_t</math>,<math>s_t</math>)作为输入,输出一个标量(<math>v_\psi(z_t)</math>),用于近似当前潜在状态下的期望折扣累积回报。为了高效训练价值网络,Dreamer采用了基于想象轨迹的时序差分学习(temporal difference learning),并结合了λ-return方法,在训练中平衡偏差与方差。具体地,给定一条想象轨迹:<math>(z_0, r_0), (z_1, r_1), \dots, (z_H, r_H)</math>,其中<math>z_H</math>为轨迹末状态,可以为每个中间潜在状态构造目标价值<math>R_t^\lambda</math>。<br>λ-return的基本思路是对不同步长<math>n</math>的回报进行加权平均,定义为:<math>R_t^\lambda = r_t + \gamma r_{t+1} + \gamma^2 r_{t+2} + \dots + \gamma^{n-1} r_{t+n-1} + \gamma^n v_\psi(z_{t+n})</math>,并在<math>n</math>趋近轨迹末端时截断。直观地说,λ-return在有限长度模拟轨迹内考虑累计奖励,并在终点使用价值网络估计<math>v_\psi(z_H)</math>近似未来无穷远回报,从而为每个状态提供全局价值估计。随后,价值网络通过最小化以下均方误差损失进行训练:<math>\frac{1}{2} (v_\psi(z_t) - R_t^\lambda)^2</math>。<br>为进一步提升训练的稳定性与鲁棒性,Dreamer引入了以下优化措施:<br>1. 终止状态折扣修正:对于预测为终止的状态,Dreamer根据折扣因子<math>\gamma_t</math>,对后续步骤的损失贡献进行累积折扣衰减。若模型预测某步后episode结束,相应的价值误差将按<math>\gamma_t</math>的乘积因子递减,避免无意义误差影响训练。<br>2. 回报尺度归一化(Symlog变换与Two-Hot编码):为了适应不同任务环境下回报尺度差异,DreamerV3引入了对称log变换(symlog)与Two-Hot编码结合的方法:Symlog变换压缩回报尺度,公式为:<math>\text{symlog}(x) = \text{sign}(x) \cdot \log(1 + |x|)</math>。训练时,价值网络回归symlog变换后的回报,推理时通过symexp(逆变换)还原实际值。此方法能有效抑制极端大回报带来的梯度爆炸,提升训练稳定性。同时,为了进一步平滑训练目标,DreamerV3将symlog后的目标值离散到相邻的离散桶,并采用Two-Hot编码表示概率分布。价值网络输出每个桶的概率预测,训练时使用交叉熵或KL散度作为损失。相比直接实数回归或One-Hot分桶,Two-Hot编码能减缓因跨度大导致的训练不稳定性,使价值估计更加平滑且精确。<br>3. 目标网络机制(Exponential Moving Average, EMA):为了防止价值估计在训练中发生不稳定震荡,DreamerV3引入了目标价值网络。具体做法是:维护一个价值网络参数的指数滑动平均版本(EMA),并在训练中添加正则项,促使在线价值网络输出逐步向目标网络靠拢。 |