Ikke-separable problemer

Like dokumenter
TEK5020/TEK Mønstergjenkjenning

Minimalisering av kriteriefunksjon - gradientsøk

Generalisering til mange klasser - feilrettingsmetodene

Innledning Beslutningsteori Parametriske metoder Ikke-parametriske metoder Diskriminantfunksjoner Evaluering Ikke-ledet læring Klyngeanalyse Oversikt

Unik4590/Unik9590/TTK Mønstergjenkjenning

Dimensjonalitetsproblemer (3)

Forelesning 14 Systemer av dierensiallikninger

Newtons metode. Gitt f(x) slik at f(a)f(b) < 0, Newtons metode genererer en følge {x k }, hvor. (Newton Raphson) x k+1 = x k f(x k) f (x k )

Ikke lineære likninger

3.9 Teori og praksis for Minste kvadraters metode.

Normalfordelingen. Univariat normalfordeling (Gaussfordelingen): der µ er forventningsverdien og σ 2 variansen. Multivariat normalfordeling:

Sensitivitet og kondisjonering

EKSAMEN I NUMERISK LINEÆR ALGEBRA (TMA4205)

6 Numeriske likningsløsere TMA4125 våren 2019

n=0 n=1 n + 1 Vi får derfor at summen er lik 1/2. c)

7.4 Singulærverdi dekomposisjonen

Biseksjonsmetoden. biseksjonsmetode. Den første og enkleste iterativ metode for ikke lineære likninger er den så kalt

UNIVERSITETET I OSLO

4.9 Anvendelser: Markovkjeder

Unik4590/Unik9590/TTK Mønstergjenkjenning

Rang og Vektorrom. Magnus B. Botnan NTNU. 4. august, 2015

2 3 2 t der parameteren t kan være et vilkårlig reelt tall. i) Finn determinanten til M. M =

TMA4210 Numerisk løsning av part. diff.lign. med differansemetoder Vår 2005

6.4 (og 6.7) Gram-Schmidt prosessen

Løsningsforslag. e n. n=0. 3 n 2 2n 1. n=1

Innledning Beslutningsteori Parametriske metoder Ikke-parametriske metoder Diskriminantfunksjoner Evaluering Ikke-ledet læring Klyngeanalyse Oversikt

Kap. 6 Ortogonalitet og minste kvadraters problemer

5.8 Iterative estimater på egenverdier

Løsning Eksamensrelevante oppgaver i ELE 3719 Matematikk Vektorer, matriser og lineær algebra Dato Februar Oppgave 1. (A) Vi leser av at

LP. Leksjon 6: Kap. 6: simpleksmetoden i matriseform, og Seksjon 7.1: følsomhetsanalyse

MA2501 Numeriske metoder

MA2501 Numeriske metoder

(3/2)R 2+R 3 R 1 +R 2,( 2)R 1 +R 3 ( 2)R 1 +R 4 6/5R 3 +R 4 1/5R 3

MA1201/MA6201 Høsten 2016

4.4 Koordinatsystemer

MA2501 Numeriske metoder

Eksamen i ELE Matematikk valgfag Torsdag 18. mai Oppgave 1

Lineære likningssystemer og matriser

LP. Leksjon 8: Kapittel 13: Nettverk strøm problemer, forts.1

6.8 Anvendelser av indreprodukter

Forelesning 10 Cramers regel med anvendelser

MAT Oblig 1. Halvard Sutterud. 22. september 2016

Lineær uavhengighet og basis

Lineære likningssystemer

Institutt for Samfunnsøkonomi

Et forsøk på et oppslagsverk for TMA4145 Lineære metoder

Elementære eliminasjonsmatriser

Minste kvadraters løsning, Symmetriske matriser

SIF5030/75047 Optimeringsteori, 5 timer. Ingen hjelpemidler.

Til enhver m n matrise A kan vi knytte et tall, rangen til A, som gir viktig informasjon.

Bioberegninger - notat 4: Mer om sannsynlighetsmaksimering

TMA4122/TMA4130 Matematikk 4M/4N Høsten 2010

Generell informasjon om faget er tilgjengelig fra fagets nettside, og for øvinger brukes canvas. 1 Adaptiv filtrering 2.

Taylorpolynom (4.8) f en funksjon a et punkt i definisjonsmengden til f f (minst) n ganger deriverbar i a Da er Taylorpolynomet til f om a

Bayesisk estimering. Tettheten i punkt x er her gitt ved: der p(q X ) er áposterioriparameterfordelinggitt ved: p(q X )=

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 11/5-15/5

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

LO510D Lin.Alg. m/graf. anv. Våren 2005

Løsningsforslag. Oppgave 1 Gitt matrisene ] [ og C = A = 4 1 B = 2 1 3

Gauss-Jordan eliminasjon; redusert echelonform. Forelesning, TMA4110 Fredag 18/9. Reduserte echelonmatriser. Reduserte echelonmatriser (forts.

LP. Leksjon 1. Kapittel 1 og 2: eksempel og simpleksmetoden

Elementær Matriseteori

LP. Kap. 17: indrepunktsmetoder

Øving 2 Matrisealgebra

Minste kvadraters metode i MATLAB og LabVIEW

Notat 6 - ST februar 2005

5.6 Diskrete dynamiske systemer

Finne løsninger på ligninger numerisk: Newton-Raphson metoden og Fikspunktiterasjon MAT111, høsten 2017

a) Matrisen I uv T har egenverdier 1, med multiplisitet n 1 og 1 v T u, med multiplisitet 1. Derfor er matrisen inverterbar når v T u 1.

Eksamen i TMA4180 Optimeringsteori Løsningsforslag.

Numerikk. TMA Matematikk 4N. Einar Baumann

MAT-1004 Vårsemester 2017 Obligatorisk øving 3

12 Projeksjon TMA4110 høsten 2018

UNIVERSITETET I OSLO

Kap. 6 Ortogonalitet og minste kvadrater

16 Ortogonal diagonalisering

6.6 Anvendelser på lineære modeller

Systemidentifikasjon

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT 1110, våren 2006

UNIVERSITETET I OSLO

Ortogonale polynom og Gauss kvadratur

6.4 Gram-Schmidt prosessen

EKSAMENSOPPGAVER FOR TMA4110/TMA4115 MATEMATIKK 3

Diagonalizering. En n n matrise A sies å være diagonaliserbar hvis den er similær med en diagonalmatrise D. A = PDP 1

Numerikk. TMA Matematikk 4N. Einar Baumann

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO

Prøveeksamen STK2100 (fasit) - vår 2018

Dataøving 2. TTK5 Kalmanfiltrering og navigasjon Løsningsforslag

EKSAMEN I TMA4180 OPTIMERINGSTEORI

Numerisk lineær algebra for Poissons ligning

Numerisk løsning av ikke-lineære ligninger

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Computers in Technology Education

TEK5020/TEK Mønstergjenkjenning

MA1201/MA6201 Høsten 2016

MAT UiO. 10. mai Våren 2010 MAT 1012

Kapittel 1 og 2: eksempel og simpleksmetoden

Løsning ved iterasjon

MA1201, , Kandidatnummer:... Side 1 av 5. x =.

Transkript:

Feilrettingsmetoder Ikke-separable problemer Feilrettingsmetodene konvergerer under gitte betingelser til løsningsvektorer for lineært separable problemer, men kan også gi gode resultater på ikke-separable problemer. Muligheter å prøve ut: Stopp etter et maksimalt antall iterasjoner, Stopp etter et gitt antall iterasjoner uten noen forbedring av resultatet, Bruke middelet av de siste vektvektorene før algoritmen stopper som endelig vektvektor (med håp om mer robust løsning), Pocket-algoritmen (ta vare på beste vektvektor så langt i iterasjonsprosessen), Forskjellige valg av inkrement r k og startvektor a 1 (kjøre algoritmen flere ganger med forskjellig utgangspunkt i håp om å finne et globalt minimum av kriteriefunksjonen).

Feilrettingsmetoder Perceptron-algoritmen på ikke-separabelt datasett med to klasser Desisjonsgrenser etter 10 og 30 iterasjoner (sammensatt oppdatering).

Ønsker vektvektor a som tilfredsstiller likningssystemet: a t y i = b i der b i > 0, i =,1,...,n slik at samplene y i er riktig klassifisert av a. Definerer: 2 3 y1 t 6 7 Y = 4. 5 (n ˆd) og b =[b 1,...,b n ] t y t n slik at likningssystemet Y a = b skal løses med hensyn på a. Søker minste kvadraters løsning der kriteriefunksjonen: J s (a)=ky a bk 2 = n  i=1 Løsningsmetoder: Direkte løsning Pseudoinvers metode, Gradientsøk (f.eks. Widrow-Hoff algoritmen). (a t y i b i ) 2 skal minimaliseres.

Pseudoinvers løsningsmetode En nødvendig betingelse for minimum av kriteriefunksjonen J s (a) er at gradienten er null: J s (a)=2 n  i=1 (a t y i b i )y i = 2Y t (Y a b)=0 slik at: Y t Y a = Y t b der Y t Y er kvadratisk ( ˆd ˆd). Antar nå Y t Y 6= 0(somoftesttilfelle).Dettegirløsningen: a =(Y t Y ) 1 Y t b = Y b der er den pseudoinverse til Y. Y =(Y t Y ) 1 Y t

Løsning ved gradientsøk Gradienten til kriteriefunksjonen er: J s (a)=2y t (Y a b). Dette gir algoritmen: ) a 1 = vilkårlig startvektor a k+1 = a k r k Y t (Y a k b), k = 1,2,... (oppdatering for hele treningssettet). Algoritmen kan vises å konvergere til en vektor a som tilfredsstiller Y t (Y a dersom: r k = r 1 /k med r 1 > 0. Dette gir en minste kvadraters løsning selv om matrisen Y t Y er singulær. b)=0

Enkeltsample oppdatering En tilsvarende enkeltsampleregel (Widrow-Hoff algoritmen) er gitt ved: ) a 1 = vilkårlig startvektor a k+1 = a k + r k (b k ak t y k )y k (oppdatering for hvert sample), k = 1,2,... der samplene i treningssettet behandles syklisk, som i de tilsvarende feilrettingsalgoritmene. Her fører alle sampler til en justering av vektvektoren så lenge a t k y k 6= b k. Avtagende r k gir generelt konvergens til en vektvektor der gradienten til J s er null, f.eks. r k = r 1 /k.

- generelt En minste kvadraters løsning eksistere alltid, selv om Y t Y er singulær. Løsningen avhenger av b (mulig valg b =[1,...,1] t ). Ikke garantert separerende vektor på lineært separabelt datasett. Håp om god løsning både på separable og ikke-separable sett. Kan generaliseres til mange klasser.

på ikke-separabelt datasett med to klasser Desisjonsgrense med Pseudoinvers metode.