SVM با حاشیهی نرم و زیان هینج
نقش $C$ را در SVM با حاشیهی نرم توضیح بدهی، زیان هینج را حساب کنی و از روی $lpha_i$ بفهمی هر نقطه کجای حاشیه است.
14 دقیقه مطالعه · 5 سؤال تمرینی · یادگیری ماشین میانی و پیشرفته
وقتی داده جداییپذیر نیست
در دادهی واقعی، نویز و همپوشانی کلاسها باعث میشود قیدهای سخت جواب نداشته باشند. یا اگر جواب داشته باشند، چند نقطهی پرت حاشیه را خیلی باریک میکنند.
راهحل: به هر نقطه یک متغیر کمکی (Slack) میدهیم که اجازهی تخطی از حاشیه را میدهد و آن را جریمه میکنیم:
- : نقطه داخل حاشیه است ولی درست دستهبندی شده.
- : نقطه روی مرز تصمیم است.
- : نقطه اشتباه دستهبندی شده.
ضریب بدهبستان بین پهنای حاشیه و تخطیها را تنظیم میکند. بزرگ تخطی را گران میکند و به حاشیهی سخت نزدیک میشود (بایاس کم، واریانس زیاد). کوچک حاشیهی پهنتری با تخطیهای بیشتر میدهد.
همان مسئله با زبان تابع زیان
در جواب بهینه، هر تا جایی که قید اجازه بدهد کوچک میشود:
که در آن . با جایگذاری، قیدها حذف میشوند و یک مسئلهی کمینهسازی ریسک تجربی منظمشده به دست میآید:
زیان هینج با :
- برای صفر است: نقاطی که با اطمینان کافی درستاند هیچ اثری ندارند. ریشهی تُنُکی SVM همین است.
- محدب است و یک کران بالا برای زیان ۰-۱ است، پس جانشین مناسبی برای آن است.
- در مشتقپذیر نیست و برای بهینهسازی مستقیم از زیرگرادیان استفاده میشود.
زیان لجستیک هم محدب است، ولی هیچوقت دقیقاً صفر نمیشود.
دوگان حاشیهی نرم و سه نوع نقطه
دوگان حاشیهی نرم تقریباً همان دوگان حاشیهی سخت است. تنها تفاوت این است که از بالا هم محدود میشود (قید جعبهای):
از شرطهای KKT، هر نقطه در یکی از سه دسته قرار میگیرد:
- : ، یعنی بیرون از حاشیه یا روی آن. در جواب اثری ندارد.
- : ، دقیقاً روی مرز حاشیه. را از این نقاط حساب میکنیم.
- : ، یعنی داخل حاشیه یا اشتباه دستهبندی شده ().
یک نکتهی عملی: خروجی در SVM احتمال نیست. اگر احتمال لازم است، باید آن را کالیبره کرد، مثلاً با روش Platt.