无偏置ν- SVM分类优化问题研究
2011-03-22丁晓剑赵银亮
丁晓剑 赵银亮
(西安交通大学电子与信息工程学院 西安 710049)
1 引言
C-SVM(Support Vector Machine)起源于文献[1]提出的支持向量网络(support vector networks)。在一般的神经网络结构中,只需调节输出向量和隐藏层连接的权重向量w就可以较好地拟合训练样本,而文献[1]指出需要调节向量w和(b)才能得到最优分类超平面,但在文中并没有提到(b)存在的意义。Poggio等人[2]从核函数的正定理论分析得出如果核函数是正定的(positive definite),在SVM优化问题中是不需要(b)的,文献[3]指出使用高斯核(gaussian kernel)等常用核函数的SVM优化问题不需要(b)。Huang等人[4]提出了优化极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)的分类方法,指出优化极限学习机的模型和C-SVM是等价的,决策函数倾向于通过原点,即不需要(b)的存在。文献[5]研究了(b)对C-SVM分类优化问题泛化性能的影响,在实验中验证得到无(b)C-SVM优化问题的泛化性能更好,对参数C不太敏感,计算代价更小等一系列性质。虽然ν-SVM[6,7]与C-SVM的目标优化问题不同,约束条件也不同,但两者得到的最优分类超平面是等价的,即文献[5]的结论应该适用于ν -SVM。本文首先给出无(b)ν-SVM优化问题的描述,然后给出了利用有效集方法求解无(b)ν-SVM优化问题的子优化问题求解方法,在标准数据集上的多个指标的性能分析得到了理想的效果。
2 无(b)v-SVM优化问题
给定一个含有m个样本的训练样本集{xi,,其中输入为d维向量x∈Rd,输出为y∈iiR。通常训练样本集在输入空间中是线性不可分的,需要引入映射函数φ(x)将xi映射到高维空间 φ(xi)中。训练无(b)ν-SVM分类问题等价于求解如下优化问题:

引入拉格朗日函数:

其中 αi, βi, δ为非负拉格朗日乘子。……
