SVM系列第四讲--最大间隔分类器

上一节,我们了解了函数间隔和几何间隔的概念,明确了我们要使用几何间隔来计算数据点到超平面的距离,这一节,我们将最大间隔分类器的概念。

1、最大间隔分类器

按照我们前面的分析,对 一个数据点进行分类,当它的间隔越大的时候,分类正确的把握越大。对于一个包含 n 个点的数据集,我们可 以很自然地定义它的间隔为所有这 n 个点的间隔中最小的那个。于是,为了使得分类的把握尽量大,我们希望 所选择的超平面能够最大化这个间隔值。


最大间隔分类器

这样一来,我们可以定义我们的超平面,使得下面的目标函数式取得最大值:


目标函数

当然,这里的γ˜是两类点中到超平面距离最近的点到超平面的几何距离,所以对于所有的数据点,必然满足下面的约束条件:
约束条件

其中 γˆ=γ˜∥w∥ ,根据我们刚才的讨论,即使在超平面固定的情况下,γˆ 的值也可以随着 ∥w∥ 的变化而变化。由于我们的目标就是要确定超平面,因此可以把这个无关的变量固定下来,固定的方式有两种:一是固定 ∥w∥ ,当我们找到最优的 γ˜ 时 γˆ 也就可以随之而固定;二是反过来固定 γˆ ,此时 ∥w∥ 也可以根据最优的 γ˜ 得到。处于方便推导和优化的目的,我们选择第二种,令 γˆ=1 ,则我们的目标函数化为:

新目标函数

这里为什么可以把γˆ固定为1呢?很多教材上没有解释而是一笔带过,在july大神的博客下面的回复中看到了一个比较好的回复,截图如下:
问题回复

我个人的理解就是,函数间隔可以根据w和b的值的伸缩随意变动,但是二者的伸缩不会带来超平面的变化,所以我们可以理解为w和b变为了1/ γˆ倍,这样分子就变成了1,而我们令变化后的w1=(1/ γˆ )w,b1 = (1/ γˆ )b,这样求的的超平面其实是和原来相同的超平面,如果觉得文字不清楚的可以看下图的解释:
个人愚见

这里还有一个问题,我们本意是想要两类点中到超平面距离最近的那两个点(也许最近的有多个点)的几何间隔之和最大,但我们为什么没有这样写,因为我们可以平移超平面,让超平面正好到两个点的距离相等,即均为1,而目标函数中分母为1还是为2对问题的求解是不会出现问题的,可以看下图:
Optimal-Hyper-Plane

至此,我们就介绍了如何通过求解规划问题的方式来得到我们的最大间隔分类器,也就是我们想要的分类超平面,下一节我们将介绍支撑向量(support vector)的概念!

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 194,670评论 5 460
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 81,928评论 2 371
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 141,926评论 0 320
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,238评论 1 263
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,112评论 4 356
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,138评论 1 272
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,545评论 3 381
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,232评论 0 253
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,496评论 1 290
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,596评论 2 310
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,369评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,226评论 3 313
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,600评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 28,906评论 0 17
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,185评论 1 250
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,516评论 2 341
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,721评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容