帮助我理解二元SVM中的线性可分性

我将这个问题从math.stackexchange.com转发过来,因为我没有得到任何反馈,而这个问题对我来说时间紧迫。


我的问题与支持向量机中超平面的线性可分性有关。

根据维基百科的说法:

…正式地讲,支持向量机在高维或无限维空间中构建一个超平面或一组超平面,这些超平面可以用于分类、回归或其他任务。从直观上讲,通过具有最大距离的超平面(所谓的功能边界)来实现良好的分离,因为一般来说,边界越大,分类器的泛化误差就越低。

超平面对类别的线性分离对我来说直观上是可以理解的。我认为我理解了二维几何中的线性可分性。然而,当我使用一个流行的SVM库(libSVM)来实现SVM时,在摆弄数字时,我无法理解SVM如何在类别之间创建曲线,或者当类别2的点包围时,如何将类别1的中心点用圆形曲线包围起来,如果在n维空间V中的超平面是一个“平坦”的n-1维子集,或者在二维空间中 – 是一条1D线。

这就是我的意思:

二维二元SVM的圆形包围类别分离

那不是超平面。那是圆形的。这怎么运作的?还是SVM内部有比二维输入特征更多的维度?


这个示例应用可以从这里下载。


编辑:

感谢你们的全面回答。所以SVM可以通过使用核函数很好地分离奇怪的数据。在将数据发送到SVM之前线性化数据会有所帮助吗?例如,我的输入特征之一(一个数值)有一个转折点(例如0),它整齐地适合于类别1,但在零以上和零以下适合于类别2。现在,因为我知道这一点,将这个特征的绝对值发送给SVM会帮助分类吗?


回答:

正如mokus所解释的,支持向量机使用核函数将数据隐式映射到一个特征空间,在那里它们是线性可分的:

SVM将一个特征空间映射到另一个

不同的核函数用于各种类型的数据。请注意,图中的变换增加了一个额外的维度(特征),尽管这个特征从未在内存中实现。

(插图来自Chris Thornton, U. Sussex。)

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