【问题标题】:SVM: Why is Maximize margin == minimize Euclidean norm?SVM:为什么最大化边际 == 最小化欧几里得范数?
【发布时间】:2019-06-18 07:39:36
【问题描述】:

在SVM优化问题中,我们要么想最大化2/||w||的边距, 或最小化权重向量 w 的欧几里得范数: (1/2)*w^t*w

有人可以向我解释为什么欧几里得范数是上面的公式吗?而不是1/sqrt(w^t*w)? 我假设欧几里得范数是欧几里得距离,我们如何得到这个公式?

【问题讨论】:

    标签: margin svm


    【解决方案1】:

    原因是以下三个是等价的(在通常满足的适当数学条件下):

    • 最大化数量z
    • 最大化f(z),其中f 是严格增长的函数。
    • 最小化g(z),其中g 是严格递减函数。

    在您的情况下,设置z=||w||,并反过来应用上述内容。那么最小化||w||就等于最小化f(z) = 1/2 ||w||^2,最大化g(z) = 2/||w||

    【讨论】:

    • 好的,但是我怎样才能转换这两个数学方程,使它们相等呢?
    • 我的意思是 2/||w|| == ||w||/2 如果我取倒数...但是 ||w||与分子中的||w||^2不一样,我们如何在数学上到达那里?
    • @user2883596:你不仅取倒数,还取平方。所以我说的函数是f(z) = 1/z^2。示例:假设您最小化 2/||w|| 并且您得到值 1(即 ||w|| = 2)。所以无论你如何选择参数,||w|| 永远不会大于2(如果会,2/||w|| 不会是最小值)。因此,||w||^2 永远不会大于4。现在,您也可以最大化||w||^2,而不是最小化2/||w||。是等价的。
    • 是的,我明白,但我也可以最大化 ||w||而不是||w||^2,为什么我们取平方||w||一个公式,但不是平方 ||w||另一个公式?而是除以 2?
    • @user2883596:因为||w||^2 是可微分的,而且更容易最大化/最小化。
    【解决方案2】:

    我们有两个边界 ?⋅?+?=1 和 ?⋅?+?=−1 和一个中间的边界,即?⋅?+?=0。现在我们要计算这两条线中的每一条线与中间一条线之间的距离。如果我们称距离为?。

    我们考虑?⋅?+?=1上的一个点z,然后以这个点z为原点,?⋅?+?=0上的点就是?−?⋅?||?||,这里,中线与?⋅?+?=1的距离就是z到?−?⋅?||?||

    的距离

    现在因为这一点在 ?⋅?+?=0,我们将有:

    ?⋅(?−?⋅? / ||?||)+? = 0

    ?⋅?+? −?⋅?⋅? / ||?|| = 0

    我们知道由于 z 位于 ?⋅?+?=1,所以 ?⋅?+? 等于 1,因此:

    1 −?⋅?⋅? / ||?|| = 0

    ?⋅?⋅? / ||?|| = 1

    ? ⋅ ||?||^2 / ||?|| = 1

    ? ⋅ ||?|| = 1

    ? = 1/||?||

    【讨论】:

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