邊際誤差計算

2021-10-04 15:10:52 字數 1415 閱讀 8292

邊際誤差計算

在本選修部分,我們將會計算 svm 中兩個間隔之間的距離。

首先,w = (w_1, w_2)w=(w

1​ ,w

2​ ) ,x = (x_1,x_2)x=(x

1​ ,x

2​ ),並且 wx = w_1x_1 + w_2x_2wx=w

1​ x

1​ +w

2​ x

2​ .

請注意,在這裡我們有三條線,方程如下:

wx+b=1wx+b=1

wx+b=0wx+b=0

wx+b=-1wx+b=−1

由於這三條線為等距平行線,要想確定第一條線和第三條線之間的距離,我們只需要計算前兩條線之間的距離,接著將這個數字乘以二。這也就是說我們需要確定圖 1 中前兩條線之間的距離。

圖 1請注意,由於我們只需計算線條之間的距離,因此也可以將線條平移,直到其中一條線與原點相交(圖 2)。這時得到的方程如下:

wx=0wx=0

wx=1wx=1

圖 2現在,第一條線的方程為 wx=0wx=0,這意味著它與標記為紅色的向量(圖 3) w = (w_1, w_2)w=(w

1​ ,w

2​ ) 垂直。

圖 3該向量與方程為 wx=1wx=1 的線條相交於藍點(圖 4)。假設該點的座標為 (p,q)(p,q)。那麼我們可以得到下面兩個結果:

w_1p + w_2q = 1w

1​ p+w

2​ q=1 (由於該點位於這條線上),並且

由於該點位於向量 w = (w_1, w_2)w=(w

1​ ,w

2​ ) 上,(p,q)(p,q) 是 (w_1, w_2)(w

1​ ,w

2​ ) 的倍數。

我們可以這樣求解這個方程:對於某個 k 值而言,有 (p,q) = k(w_1, w_2)(p,q)=k(w

1​ ,w

2​ )。那麼我們的第乙個方程將被轉換為 k(w_1^2 + w_2^2) = 1.k(w12

​ +w22

​ )=1.。因此,k = \frac = \frack=w1

2​ +w22

​ 1​ =∣w∣21

​ 。這也就是說,藍點表示向量 \frac

∣w∣2

w​ ,如圖 4 所示。

圖 4現在,兩條線之間的距離是藍色向量的範數。由於分母是乙個標量,向量 \frac

∣w∣2

w​ 的範數正是 \frac

∣w∣2

∣w∣​ ,與 \frac

∣w∣1

​ (圖 5)相同。

圖 5最後,最終距離是這連續兩條平行線(圖 6)之間的距離之和。由於每兩條線之間的距離為 \frac

∣w∣1

​ ,那麼總距離為 \frac

∣w∣2

​ 。圖 6

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