【svm学习】使用svm的一个常见错误

原文地址： http://blog.sina.com.cn/s/blog_6ae183910101cxbv.html

 

几天前，我在微博上面问了一个问题“一个两类分类问题，5400个训练样本，600个测试样本（测试、训练样本不交叠），特征10000维，用RBF核的SVM训练，得到的模型在测试集上测试误差为50%（和随机猜想一样）。而如果改用线性核，则准确率可以达到80%。这正常吗？”

包括余凯、老师木、山世光在内的很多大牛都热情回答，在此一并感谢，就不一一点名啦。

大家的讨论，从RBF核的特点、特征空间分布、高维几何反直觉一直到人脑的处理方式，让人眼花缭乱，同时也受益匪浅。

最终证明，这其实是我在使用RBF Gamma参数时设置不当造成的过训练。我的修改和结果如下：我将每一个样本的特征向量都做了L2归一化（此时，gamma的取值在1附近，对性能影响不大），RBF特征可以得到86%的准确率。未作归一化的线性核结果可以达到84% （相对发微博时的版本，特征上面有所调整，所以线性核性能有所提高，此外， L2会造成 不同样本 同一特征的相对值改变，所以线性版本未用L2归一化 ）。

这里面大家需要注意的就是gamma的物理意义，大家提到很多的RBF的幅宽，它会影响每个支持向量对应的高斯的作用范围，从而影响泛化性能。我的理解：如果设的太大，则会造成只会作用于支持向量样本附近，对于未知样本分类效果很差，存在训练准确率可以很高，而测试准确率不高的可能，就是通常说的过训练；而如果设的过小，则会造成平滑效应太大，无法在训练集上得到特别高的准确率，也会影响测试集的准确率。

此外大家注意RBF公式里面的sigma和gamma的关系如下：

The rbf kernel is typically defined as k(x,z) = exp(-(d(x,z)^2)/(2*sigma^2)), which can be re-defined in terms of gamma as k(x,z) = exp(-gamma*(d(x,z)^2)), where gamma = 1/(2*sigma^2). 

此外，可以明确的两个结论是：

结论1：样本数目少于特征维度并不一定会导致过拟合，这可以参考余凯老师的这句评论：

“ 这不是原因啊，呵呵。用RBF kernel, 系统的dimension实际上不超过样本数，与特征维数没有一个trivial的关系。 ”

结论2：RBF核应该可以得到与线性核相近的效果（按照理论，RBF核可以模拟线性核），可能好于线性核，也可能差于，但是，不应该相差太多。

当然，很多问题中，比如维度过高，或者样本海量的情况下，大家更倾向于用线性核，因为效果相当，但是在速度和模型大小方面，线性核会有更好的表现。

老师木还有一句评论，可以加深初学者对SVM的理解：

“ 须知rbf实际是记忆了若干样例，在sv中各维权重重要性等同。线性核学出的权重是feature weighting作用或特征选择 。 ”