支持向量机的一种改进的样本简约方法

经典的支持向量机（SVM）训练算法的实质是求解一个凸二次规划问题,当训练样本很多时,算法的速度会比较慢,且如果两类样本过分交叉,又会降低支持向量机的泛化能力。为了加快支持向量机的训练速度和改善其泛化能力。文章提出了一种改进的样本简约方法。该方法首先抽取边界样本,然后对边界样本中可能存在的噪音、孤立点进行修剪,由此得出最终的训练样本。实验结果表明,该简约方法不仅节约了训练时间,而且改善了支持向量机的泛化性能。     

基于KKT条件与壳向量的增量学习算法研究

摘要针对经典支持向量机难以快速有效地进行增量学习的缺点,提出了基于KKT条件与壳向量的增量学习算法,该算法首先选择包含所有支持向量的壳向量,利用KKT条件淘汰新增样本中无用样本,减小参与训练的样本数目,然后在新的训练集中快速训练支持向量机进行增量学习。将该算法应用于UCI数据集和电路板故障分类识别,实验结果表明,该算法不仅能保证学习机器的精度和良好的推广能力,而且其学习速度比经典的SMO算法快,可以进行增量学习。     

基于向量投影的支持向量机增量算法

提出一种新的基于向量投影的支持向量机增量式学习算法.该算法根据支持向量的几何分布特点,采用向量投影的方法对初始样本及增量样本在有效地避免预选取失效情况下进行预选取.选取最有可能成为支持向量的样本形成边界向量集,并在其上进行支持向量机训练.通过对初始样本是否满足新增样本集KKT条件的判断,解决非支持向量向支持向量转化的问题,有效地处理历史数据.实验表明,基于向量投影的支持向量机增量算法可以有效地减少训练样本数,积累历史信息,提高训练的速度,从而具有更好的推广能力.     

基于类边界壳向量的快速SVM增量学习算法

为进一步提高SVM增量训练的速度,在有效保留含有重要分类信息的历史样本的基础上,对当前增量训练样本集进行了约简,提出了一种基于类边界壳向量的快速SVM增量学习算法,定义了类边界壳向量。算法中增量训练样本集由壳向量集和新增样本集构成,在每一次增量训练过程中,首先从几何角度出发求出当前训练样本集的壳向量,然后利用中心距离比值法选择出类边界壳向量后进行增量SVM训练。分别使用人工数据集和UCI标准数据库中的数据进行了实验,结果表明了方法的有效性。     

利用KKT条件与类边界包向量的SVM增量学习算法

为实现对历史训练数据有选择地遗忘,并尽可能少地丢失训练样本集中的有用信息,分析了KKT条件与样本分布间的关系并得出了结论,给出了增量训练中当前训练样本集的构成.为了提高SVM增量训练速度,进一步利用训练样本集的几何结构信息对当前训练样本集进行约减,用约减后的当前训练样本集进行SVM增量训练,从而提出一种利用KKT务件与类边界包向量的快速SVM增量学习算法.实验结果表明,该算法在保持较高分类精度的同时提高了SVM增量学习速度.     

一种SVM增量学习淘汰算法

基于SVM寻优问题的KKT条件和样本之间的关系,分析了样本增加后支持向量集的变化情况,支持向量在增量学习中的活动规律,提出了一种新的支持向量机增量学习遗忘机制--计数器淘汰算法.该算法只需设定一个参数,即可对训练数据进行有效的遗忘淘汰.通过对标准数据集的实验结果表明,使用该方法进行增量学习在保证训练精度的同时,能有效地提高训练速度并降低存储空间的占用.     

TRA:改进的SVM增量学习淘汰算法

介绍了支持向量机,报告了支持向量机增量学习算法的研究现状,分析了支持向量集在加入新样本后支持向量和非支持向量的转化情况.针对淘汰机制效率不高的问题,提出了一种改进的SVM增量学习淘汰算法--二次淘汰算法.该算法经过两次有效的淘汰,对分类无用的样本进行舍弃,使得新的增量训练在淘汰后的有效数据集进行,而无需在复杂难处理的整个训练数据集中进行,从而显著减少了后继训练时间.理论分析和实验结果表明,该算法能在保证分类精度的同时有效地提高训练速度.     

适于P2P网络流量识别的SVM快速增量学习方法

针对标准支持向量机在P2P网络流量识别中不支持增量学习的问题．提出一种适于P2P网络流量识别的SVM快速增量学习方法。在对违背Karush—Kuhn—Tucker条件的新增正负样本集分别进行聚类分析基础上,运用聚类簇中心对支持向量机训练生成一个接近增量学习最优分类超平面的过渡超平面．并以此超平面为基准确定初始训练样本集上非支持向量和支持向量的互相转化．进而生成新的样本集实现SVM增量学习。理论分析和实验结果表明。该方法能有效简化增量学习的训练样本集．在不降低P2P网络流量识别精度的前提下．明显缩短SVM的增量学习时间和识别时间。     

大样本情况下的一种新的SVM迭代算法

针对SVM方法在大样本情况下学习和分类速度慢的问题，提出了大样本情况下的一种新的SVM迭代训练算法。该算法利用K均值聚类算法对训练样本集进行压缩，将聚类中心作为初始训练样本集，减少了样本间的冗余，提高了学习速度。同时为了保证学习的精度，采用往初始训练样本集中加入边界样本和错分样本的策略来更新训练样本集，迭代训练直到错分样本数目不变为止。该文提出的基于K均值聚类的SVM迭代算法能在保持学习精度的同时，减小训练样本集及决策函数的支持向量集的规模，从而提高学习和分类的速度。     

一种新的SVM对等增量学习算法

在分析支持向量机（SVM）寻优问题的KKT条件和样本分布之间关系的基础上，分析了新增样本的加入对SV集的影响，定义了广义KKT条件。基于原训练样本集和新增训练样本集在增量训练中地位等同，提出了一种新的SVM增量学习算法。算法在及时淘汰对后继分类影响不大的样本的同时保留了含有重要分类信息的样本。对标准数据集的实验结果表明，算法获得了较好的性能。     

改进的结合密度聚类的SVM快速分类方法

针对SVM在对大规模数据分类时求解规模过大的问题,提出了一种缩减数据集以提高训练速度的方法。该算法的第一步利用基于密度的方法大致定位能代表某个局域的质点,然后用SVM训练缩减后的数据得到一组支持向量,第二步的训练数据由支持向量以及其所代表的样本点构成。仿真实验证明该算法在保证分类准确率的情况下能有效地提高分类速度。     

基于三支决策的支持向量机增量学习方法

针对典型的支持向量机增量学习算法对有用信息的丢失和现有支持向量机增量学习算法单纯追求分类器精准性的客观性,将三支决策损失函数的主观性引入支持向量机增量学习算法中,提出了一种基于三支决策的支持向量机增量学习方法.首先采用特征距离与中心距离的比值来计算三支决策中的条件概率;然后把三支决策中的边界域作为边界向量加入到原支持向量和新增样本中一起训练;最后,通过仿真实验证明,该方法不仅充分利用有用信息提高了分类准确性,而且在一定程度上修正了现有支持向量机增量学习算法的客观性,并解决了三支决策中条件概率的计算问题.     

预抽取相对较近边界向量的选块算法

利用支持向量机中支持向量的稀疏性和支持向量分布于分划超平面周围的性质,该文提出了一种预抽取相对较近边界向量的选块算法的新算法,该算法减少了普通选块算法的迭代次数和提高了仅依靠相对较近边界向量的准确率,从而大大加快了支持向量机的训练速度,且支持向量机的分类能力不受任何影响。     

大规模数据集下支持向量机训练样本的缩减策略

大量数据下支持向量机的训练算法是SVM研究的一个重要方向和焦点。该文从分析SVM训练问题的实质和难点出发，提出一种在训练前先求出类别质心，去除非支持向量对应的样本，从而达到缩小样本集的方法。该方法在不损失分类正确率的情况下具有更快的收敛速度，并从空间几何上解释了支持向量机的原理。仿真实验证明了该方法的可行性和有效性。     

Error tolerance based support vector machine for regression

Most existing online algorithms in support vector machines (SVM) can only grow support vectors. This paper proposes an online error tolerance based support vector machine (ET-SVM) which not only grows but also prunes support vectors. Similar to least square support vector machines (LS-SVM), ET-SVM converts the original quadratic program (QP) in standard SVM into a group of easily solved linear equations. Different from LS-SVM, ET-SVM remains support vectors sparse and realizes a compact structure. Thus, ET-SVM can significantly reduce computational time while ensuring satisfactory learning accuracy. Simulation results verify the effectiveness of the newly proposed algorithm.     

基于子聚类约简支持向量机的说话人识别研究

由于支持向量具有边界性,在利用语音训练集对基于支持向量机（SVM）的说话人识别系统进行训练之前,需要对该训练集进行约简。考虑到该训练集一般十分庞大且具有非线性可分的特性,提出子聚类约简的概念。首先对训练集进行模糊核子聚类并过滤掉非边界的聚类区,然后依照提出的算法对保留的聚类区中的向量集做进一步地约简,使支持向量集更加集中在边界。理论和实践表明,经过两层的约简既保留了充足支持向量,保证了SVM良好的泛化性能,又提高了系统的时间和空间效率。     

二次损失函数支持向量机性能的研究

通过比较二次损失函数支持向量机和标准支持向量机在模式识别问题上的表现，分析了二次损失函数支持向量机的性能．实验表明这两种支持向量机对平衡数据有相似的分类能力，但二次损失函数支持向量机的优化参数更小，支持向量更多；对不平衡数据，二次损失函数支持向量机的分类准确率随不平衡度的增加而急剧下降．研究同时表明基于RM界的梯度方法对某些数据无效．文中定性分析了导致上述各种现象的原因．最后提出了一种利用黄金分割原理缩减二次损失函数支持向量机支持向量的方法，该方法冗余的支持向量数不超过一个．     

Design efficient support vector machine for fast classification

This paper presents a four-step training method for increasing the efficiency of support vector machine (SVM). First, a SVM is initially trained by all the training samples, thereby producing a number of support vectors. Second, the support vectors, which make the hypersurface highly convoluted, are excluded from the training set. Third, the SVM is re-trained only by the remaining samples in the training set. Finally, the complexity of the trained SVM is further reduced by approximating the separation hypersurface with a subset of the support vectors. Compared to the initially trained SVM by all samples, the efficiency of the finally-trained SVM is highly improved, without system degradation.     

Parallel randomized sampling for support vector machine (SVM) and support vector regression (SVR)

A parallel randomized support vector machine (PRSVM) and a parallel randomized support vector regression (PRSVR) algorithm based on a randomized sampling technique are proposed in this paper. The proposed PRSVM and PRSVR have four major advantages over previous methods. (1) We prove that the proposed algorithms achieve an average convergence rate that is so far the fastest bounded convergence rate, among all SVM decomposition training algorithms to the best of our knowledge. The fast average convergence bound is achieved by a unique priority based sampling mechanism. (2) Unlike previous work (Provably fast training algorithm for support vector machines, 2001) the proposed algorithms work for general linear-nonseparable SVM and general non-linear SVR problems. This improvement is achieved by modeling new LP-type problems based on Karush–Kuhn–Tucker optimality conditions. (3) The proposed algorithms are the first parallel version of randomized sampling algorithms for SVM and SVR. Both the analytical convergence bound and the numerical results in a real application show that the proposed algorithm has good scalability. (4) We present demonstrations of the algorithms based on both synthetic data and data obtained from a real word application. Performance comparisons with SVM^light show that the proposed algorithms may be efficiently implemented.