métodos de kernel. resumen svm - motivación svm no separable kernels otros problemas ejemplos...

36
Métodos de kernel

Upload: augustus-brooks

Post on 26-Dec-2015

219 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Métodos de kernel

Page 2: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Resumen

SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos

Muchas slides de Ronald Collopert

Page 3: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Back to Perceptron

Old method, linear solution

wTx + b = 0

wTx + b < 0wTx + b > 0

f(x) = sign(wTx + b)

Page 4: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Linear Separators

Which of the linear separators is optimal?

Page 5: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Classification Margin

Distance from example xi to the separator is

Examples closest to the hyperplane are support vectors.

Margin ρ of the separator is the distance between support vectors.

r=wT x i +b

‖w‖

r

ρ

Page 6: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Maximum Margin Classification

Maximizing the margin is good according to intuition and learning theory.

Implies that only support vectors matter; other training examples are ignorable.

Vapnik: Et< Ea + f(VC/m)

Page 7: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 8: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 9: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 10: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 11: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 12: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 13: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 14: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 15: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 16: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation

Page 17: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

SVM formulation - end

Page 18: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Kernels

What about this problem?

Page 19: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Kernels

Page 20: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Kernels

Page 21: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Kernels

Page 22: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Kernels

Any symmetric positive-definite kernel f(u,v) is a dot product in some space. Not matter what it is the space.

Kernel algebra → linear combinations of kernels are kernels

Open door: kernels for non-vectorial objects

Page 23: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Using SVMs

Page 24: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Using SVMs

Page 25: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Summary

Page 26: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

In practice

Page 27: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Otros problemas con kernels

Page 28: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Other methods

Any Machine Learning method that only depends on inner products of the data can use kernels

Lots of methods: kernel-pca, kernel regression, kernel-...

Page 29: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Multiclass classification

Use ensembles: OVA, OVO. Ovo is more efficient

There are some direct multiclass SVM formulations, not better than OVO.

Lots of papers, diverse results

Page 30: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Regression

Page 31: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Regression

Page 32: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Regression

Non-linear regression via kernels

A new parameter to set: the tube

Page 33: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Novelty detection

Classical: use a density function, points below a threshold are outliers

Two kernel versions

Page 34: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Novelty detection

Tax & Duin: Find the minimal hypersphere that contains all the data, points outside are outliers

Outlier:

Page 35: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Novelty detection

Scholkopf et al.: Only for Gaussian Kernel, find the hyperplane with max distance to the origin that left all points in one side.

Outlier:

Page 36: Métodos de kernel. Resumen SVM - motivación SVM no separable Kernels Otros problemas Ejemplos Muchas slides de Ronald Collopert

Code

Some examples in classification (R code)