0


核函数简介

文章目录

基本概念

概念1

请添加图片描述
高维空间存在可分的情况。

我们可以找一个映射函数送过去。

概念2:Kernel Func

请添加图片描述
高维空间的内积可以通过低维空间的内积表示。

这样的表示方法即为核函数。

也就是说,只要知道核函数,就知道高维空间的内积。

总结

Kernel Methods起作用,通过:

  1. 把数据送到另一个空间(通常具有高的维度);
  2. 在新的空间找到一个线性关系(可以将数据分开)。

如果映射选择合适,复杂的关系能够被简化。

另外,我们观察得到:

  1. 映射空间的几何性质可以通过内积来表示;
  2. 内积的计算是简单的。

请添加图片描述

内积矩阵(Gram/Kernel Matrix)

请添加图片描述

一些思考

  1. 映射函数是否必要?(不一定需要。)
  2. 是不是只用核函数即可?(是的。)
  3. 什么样的核函数能被使用?(满足有限正半定。)
  4. 给一个映射,是否一定能找到一个核函数?(是的。)
  5. 给一个核函数,是否一定能构建一个特征空间/映射?(是的。)

什么是有限正半定

一个函数:

      k 
     
    
      : 
     
    
      X 
     
    
      × 
     
    
      X 
     
    
      → 
     
    
      R 
     
    
   
     k:X\times X\to R 
    
   
 k:X×X→R

满足有限正半定当且仅当对于有限个样本

     x 
    
   
  
    x 
   
  
x,它的内积矩阵是一个正半定矩阵。

另外,思考4和5对应定理:Characterization of Kernels。

常用的Kernel Functions

Linear Kernel

      K 
     
    
      ( 
     
    
      x 
     
    
      , 
     
    
      z 
     
    
      ) 
     
    
      = 
     
    
      x 
     
    
      ⋅ 
     
    
      z 
     
    
   
     K(x,z)=x\cdot z 
    
   
 K(x,z)=x⋅z

什么时候用:特征比较丰富,样本数据量大,需要进行实时得出结果的问题。

优点:简单,不需要设置任何参数,可以直接使用。

Polynomial Kernel

      K 
     
    
      ( 
     
    
      x 
     
    
      , 
     
    
      z 
     
    
      ) 
     
    
      = 
     
    
      ( 
     
    
      γ 
     
    
      x 
     
    
      ⋅ 
     
    
      z 
     
    
      + 
     
    
      ζ 
     
     
     
       ) 
      
     
       p 
      
     
    
      , 
     
    
      γ 
     
    
      > 
     
    
      0 
     
    
   
     K(x,z)=(\gamma x\cdot z+\zeta)^p,\gamma\gt0 
    
   
 K(x,z)=(γx⋅z+ζ)p,γ>0

 
  
   
   
     γ 
    
   
  
    \gamma 
   
  
γ对内积进行放缩、 
 
  
   
   
     ζ 
    
   
  
    \zeta 
   
  
ζ控制常数项、 
 
  
   
   
     q 
    
   
  
    q 
   
  
q控制高次项。

维度和阶没有必然关系,只是特征空间核原空间的映射关系的体现。

RBF(Gaussian) Kernel

      K 
     
    
      ( 
     
    
      x 
     
    
      , 
     
    
      z 
     
    
      ) 
     
    
      = 
     
    
      exp 
     
    
      ⁡ 
     
    
      ( 
     
    
      − 
     
     
      
      
        ∥ 
       
      
        x 
       
      
        − 
       
      
        z 
       
       
       
         ∥ 
        
       
         2 
        
       
      
      
      
        2 
       
       
       
         σ 
        
       
         2 
        
       
      
     
    
      ) 
     
    
   
     K(x,z)=\exp(-\frac{\|x-z\|^2}{2\sigma^2}) 
    
   
 K(x,z)=exp(−2σ2∥x−z∥2​)

表示什么:两个样本点之间相似的程度(欧氏距离)。

请添加图片描述

上述式子在凑两个样本点的内积表示。

高斯核函数可以表示为无穷维度的特征。

其他样本点和当前样本点的高斯核函数结果作为当前样本点的特征。

请添加图片描述

就是说:
请添加图片描述


本文转载自: https://blog.csdn.net/weixin_46365033/article/details/128064371
版权归原作者 右边是我女神 所有, 如有侵权,请联系我们删除。

“核函数简介”的评论:

还没有评论