机器学习实战——支持向量机

【简易版——SMO算法】

  • 第一变量的选择
    • 寻找第1变量的过程位外层循环— outloop
      • 线性搜索违反kkt的alpha1
  • 第二变量的选择
    • 寻找第2变量的过程,位内循环— innerloop
    • 随机寻找一个与第1变量不重复的变量
  • 调优

【SMO算法】

  • 第一变量的选择

    • 寻找第1变量的过程位外层循环— outloop
      • 寻找违反KKT条件最严重的样本点
  • 第二变量的选择

    • 寻找第2变量的过程,位内循环— innerloop
    • 选择标准:希望能使alpha2有足够大的变化
      • alpha2_new 依赖|E1-E2|
      • 为了加快算法,一种方式就是选择第二变量,是的|E1-E2|足够大
      • 可以将Ei保存在一个列表中
    • 特殊情况下,上述方法找的alpha2不能是的目标函数有足有的下降,那么采用启发式规则选择alpha2
      • 变量间边界上的支持向量点,
      • 依次将其对应的变量作为alpha2试用,直到目标函数有足够的下降,
      • 若找不到就遍历训练集数据,
      • 再找不到就放弃第一个alpha1,通过外层寻求另外的alpha2
  • 计算阈值b和差值Ei

    • 计算b1_new
    • 计算b2_new
    • 计算b
  • SMO中拉格朗日乘子的启发式选择方法
    终于到了最后一个问题了,所谓的启发式选择方法主要思想是每次选择拉格朗日乘子的时候,优先选择样本前面系数的作优化(论文中称为无界样例),因为在界上(为0或C)的样例对应的系数一般不会更改。

  • 这条启发式搜索方法是选择第一个拉格朗日乘子用的,比如前面的。那么这样选择的话,是否最后会收敛。可幸的是Osuna定理告诉我们只要选择出来的两个中有一个违背了KKT条件,那么目标函数在一步迭代后值会减小。违背KKT条件不代表,在界上也有可能会违背。是的,因此在给定初始值=0后,先对所有样例进行循环,循环中碰到违背KKT条件的(不管界上还是界内)都进行迭代更新。等这轮过后,如果没有收敛,第二轮就只针对的样例进行迭代更新。

  • 在第一个乘子选择后,第二个乘子也使用启发式方法选择,第二个乘子的迭代步长大致正比于,选择第二个乘子能够最大化。即当为正时选择负的绝对值最大的,反之,选择正值最大的。

  • 最后的收敛条件是在界内()的样例都能够遵循KKT条件,且其对应的只在极小的范围内变动。

  • 至于如何写具体的程序,请参考John C. Platt在论文中给出的伪代码。

【参考材料】:

  • 李航:《统计学习方法》p124-131
  • PATT论文
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