SVM實現多分類的三種方案


SVM本身是一個二值分類器

  SVM算法最初是為二值分類問題設計的,當處理多類問題時,就需要構造合適的多類分類器。

  目前,構造SVM多類分類器的方法主要有兩類

  (1)直接法,直接在目標函數上進行修改,將多個分類面的參數求解合並到一個最優化問題中,通過求解該最優化問題“一次性”實現多類分類。這種方法看似簡單,但其計算復雜度比較高,實現起來比較困難,只適合用於小型問題中;

  (2)間接法,主要是通過組合多個二分類器來實現多分類器的構造,常見的方法有one-against-one和one-against-all兩種。

一對多法(one-versus-rest,簡稱OVR SVMs)

  訓練時依次把某個類別的樣本歸為一類,其他剩余的樣本歸為另一類,這樣k個類別的樣本就構造出了k個SVM。分類時將未知樣本分類為具有最大分類函數值的那類。

  假如我有四類要划分(也就是4個Label),他們是A、B、C、D。

  於是我在抽取訓練集的時候,分別抽取

  (1)A所對應的向量作為正集,B,C,D所對應的向量作為負集;

  (2)B所對應的向量作為正集,A,C,D所對應的向量作為負集;

  (3)C所對應的向量作為正集,A,B,D所對應的向量作為負集;

  (4)D所對應的向量作為正集,A,B,C所對應的向量作為負集;

  使用這四個訓練集分別進行訓練,然后的得到四個訓練結果文件。

  在測試的時候,把對應的測試向量分別利用這四個訓練結果文件進行測試。

  最后每個測試都有一個結果f1(x),f2(x),f3(x),f4(x)。

  於是最終的結果便是這四個值中最大的一個作為分類結果。

評價:

  這種方法有種缺陷,因為訓練集是1:M,這種情況下存在biased.因而不是很實用。可以在抽取數據集的時候,從完整的負集中再抽取三分之一作為訓練負集。

一對一法(one-versus-one,簡稱OVO SVMs或者pairwise)

  其做法是在任意兩類樣本之間設計一個SVM,因此k個類別的樣本就需要設計k(k-1)/2個SVM。

  當對一個未知樣本進行分類時,最后得票最多的類別即為該未知樣本的類別。

  Libsvm中的多類分類就是根據這個方法實現的。

  假設有四類A,B,C,D四類。在訓練的時候我選擇A,B; A,C; A,D; B,C; B,D;C,D所對應的向量作為訓練集,然后得到六個訓練結果,在測試的時候,把對應的向量分別對六個結果進行測試,然后采取投票形式,最后得到一組結果。

  投票是這樣的:
  A=B=C=D=0;
  (A,B)-classifier 如果是A win,則A=A+1;otherwise,B=B+1;
  (A,C)-classifier 如果是A win,則A=A+1;otherwise, C=C+1;
  ...
  (C,D)-classifier 如果是A win,則C=C+1;otherwise,D=D+1;
  The decision is the Max(A,B,C,D)

評價:這種方法雖然好,但是當類別很多的時候,model的個數是n*(n-1)/2,代價還是相當大的。

層次支持向量機

層次分類法首先將所有類別分成兩個子類,再將子類進一步划分成兩個次級子類,如此循環,直到得到一個單獨的類別為止。對層次支持向量機的詳細說明可以參考論文《支持向量機在多類分類問題中的推廣》(劉志剛,計算機工程與應用,2004)

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM