软间隔分类——SVM

时间:2022-08-10 17:04:24

引入:
1、 数据线性不可分;
2、 映射到高维依然不是线性可分
3、 出现噪声。
如图:

软间隔分类——SVM

对原始问题变形得到#2:

软间隔分类——SVM

软间隔分类——SVM

进行拉格朗日转换:

软间隔分类——SVM

其中α和r是拉格朗日因子,均有不小于0的约束。
按照之前的对偶问题的推导方式,先针对w,b最小化,然后再针对α最大化,得到新的对偶问题:

软间隔分类——SVM

求解得到α之后,w仍然按公式软间隔分类——SVM给出,但是截距b的计算方式要改变。

KKT中的互补条件也变为了:【有待深入理解其含义】

软间隔分类——SVM


软间隔分类——SVM


KKT的理解:【首先得注意:(1)αi与样本(x(i),y(i))是一一对应的;(2)αi>=0】

由对w的偏导得到:

软间隔分类——SVM(a)

这个约束可以用来在得到α之后求w

而对b的偏导得到:

软间隔分类——SVM

这个已经进入优化的约束条件。

而根据w的计算公式(a)可以得知,w的计算其实只依赖αi>0大于0的样本,这些样本就称为支持向量(对于软件隔分类也是一样)。

对于线性可分支持向量机,KKT的另外三个约束条件为:

软间隔分类——SVM

其中:

  软间隔分类——SVM

最优解满足:函数距离大于1的大多数样本(gi(w)>0),其对应的αi=0,函数距离等于的1的样本(gi(w)=0,支持向量),其对应的αi>0

对于软间隔分类,KKT的另外三个约束条件为:

软间隔分类——SVM

最优解满足:函数距离大于1的大多数样本(gi(w)>0),其对应的αi=0,函数距离等于的1的样本(gi(w)=0,支持向量),其对应的0<αi<C

      函数距离小于的1的样本(gi(w)=0,支持向量),其对应的αi=C

这些条件用于判断SMO算法是否收敛。

第一个式子表明在两条间隔线外的样本点前面的系数为0,离群样本点前面的系数为C,

而在超平面两边的最大间隔线上的样本点前面系数在(0,C)上。

支持向量包括αi=C的点吗?我觉得包括,毕竟它影响到了w的计算