SVM(2)從原始問題到對偶問題的轉換

2021-08-17 05:03:42 字數 1468 閱讀 8297

s

vm的水真是太深了,只能一點一點的解決了,今天這篇部落格簡單講解svm的目標函式從原始問題到對偶問題的轉換。

1、轉化對偶問題

上篇部落格中我們得到的目標函式:

我們在優化時喜歡求最小值,將上式轉化正等價的求最小值如下:

對於(2)式,這是乙個凸二次規劃問題,我們可以使用拉格朗日乘數法進行優化。    

(3)式中的

為什麼能這樣假設呢?如果約束條件都滿足,(4)式的最優值就是

因此我們可以直接求(4)

式的最小值,等價於求原目標函式。因此目標函式變成如下:

將求最大值和最小值交換位置後

交換以後的新問題是原始問題的對偶問題,這個新問題的最優值用來表示。而且有d*≤p*,在滿足某些條件的情況下,這兩者相等,這個時候就可以通過求解對偶問題來間接地求解原始問題。為什麼要這樣轉換呢?此處借他人之言,之所以從minmax的原始問題,轉化為maxmin的對偶問題,一者因為是的近似解,二者,轉化為對偶問題後,更容易求解。下面可以先求l 對w、b的極小,再求l 對的極大。

2、求解對偶問題

回顧一下上面的目標函式l

這是乙個拉格朗日乘法優化方法得到的,由於要求

先求最大值,後求最小值,求最小值時,將a看成常量,那麼l就是w,b的函式了。極值在導數為0的點處取到,因此分

別求l對w,b的導數,並令其為0,得如下結果。

將(9)式帶入(7)(為什麼呢?)得到:

為什麼能將(9)式帶入(7)式呢?因為極值在導數為零的點處取到,因此(9)式符合(7)式取極值時w,b的取值。(10)式就是(7)式的最小值了,求完最小值,然後求最大值。求對的極大,即是關於對偶問題的最優化問題。經過上面第乙個步驟的求w和b,得到的拉格朗日函式式子已經沒有了變數w,b,只有。從上面的式子得到:

(11)式是關於a的式子,如果能求出a,則可以根據(7)式求出w。求出w後可以根據前面函式距離等於1的假設求出b

怎樣求a呢?這需要後面的核函式和鬆弛量的知識,利用smo演算法求解,下篇部落格繼續介紹核函式。

最後給大家附一張我的推到圖,是上面內容的簡化版本。

SVM的kkt條件和對偶問題。

kkt條件。用於解決不等式優化問題提出的條件。目標優化函式 minf x 約束條件為g x 0 根據kkt條件,原問題轉化為 根據拉格朗日乘數法解得 kkt條件列表如下 拉格朗日對偶性以及svm的對偶問題 首先 將l x,u 轉化為廣義拉格朗日的極大值極小值問題 其中 當max u 0,u l x,...

從八皇后問題到2n皇后問題

八皇后問題 在8 8格的西洋棋上擺放八個皇后,使其不能互相攻擊,即任意兩個皇后都不能處於同一行 同一列或同一斜線上,問有多少種擺法 方法 遞迴 回溯 include using namespace std int queen 9 表示每一行皇后的位置,如 queen 2 4,表示第2列第4行有乙個皇...

從技術到管理的問題

案例1 技術到管理如何起步 小范從開發人員轉pm,有理論沒有實踐。入職新公司的職位是pm,但每件事無從下手,不知道該幹什麼,心裡害怕,但一想不去做會就會越來越害怕,想請教上司,上級也忙著開會。想有好的開端但又不知該如何去做。首先要了解技術與管理的區別,技術是對事,一件事做好就行,但是管理是對人和專案...