深度学习与支持向量机有什么联系?

本贴最后更新于 2773 天前,其中的信息可能已经事过境迁

90年代初,我和Vapnik一起在贝尔实验室共事,在此期间相继提出了一些后来有影响力的算法:卷积神经网络,支持向量机,切线距离等。1995年,AT&T从朗讯科技公司(LUCENT)独立出来,我则出任了AT&T实验室图像处理研究组的负责人,组内机器学习相关的研究员包括:Yoshua Bengio, Leon Bottou, and Patrick Haffner, and Vladimir Vapnik,访问学者和实习生主要包括:Bernhard Schölkopf, Jason Weston, Olivier Chapelle。

我和Vapnik经常一起深入讨论(深度)神经网络和核方法(kernel machines)的优缺点。简单来讲,我一直对学习特征表示很感兴趣,对核方法并不十分感冒,因为它对我想解决的问题没有直接的帮助。事实上,支持向量机是一个具有很好数学基础的分类方法,但它本质上也只不过是一个简单的两层方法:第一层可以看作是一些单元集合(一个支持向量就是一个单元),这些单元通过核函数能够度量输入向量和每个支持向量的相似度;第二层则把这些相似度做了简单的线性累加。支持向量机第一层的训练和最简单的无监督学习基本一致:利用支持向量来表示训练样本。一般来讲,通过调整核函数的平滑性(参数)能在线性分类和模板匹配之间做出平衡。从这个角度来讲,核函数只不过是一种模板匹配方法,我也因此在大约10年前就意识到了其局限性。另一方面,Vapnik 则认为支持向量机能方便地进行泛化控制。一个用“窄”核函数的支持向量机能很好地学习训练集,但它的泛化能力则要诉诸于核的宽度和对偶系数的稀疏度。Vapnik非常在意算法的误差界,因此他比较担忧神经网络乏善可陈的泛化控制方法(即使可以从VC维来解释其泛化界)。

SVM

而我则认为,是否能进行有效的泛化在一定程度上并不是最重要的,实际应用中我们往往更在乎通过有限的运算可以更高效地计算更复杂的函数。例如,在像素层次上运用核函数进行具有平移、尺度、旋转、不同光照以及混乱背景不变性的图像识别几乎是不可能的。但是深度学习(比如卷积神经网络)则能很容易地处理这些问题。

注:本文是翻译燕乐存博士的采访稿,原文如下:

GP: 3. You and I have met a while ago at a scientific advisory meeting of KXEN, whereVapnik‘s Statistical Learning Theory and SVM were a major topic. What is the relationship between Deep Learning and Support Vector Machines / Statistical Learning Theory?

Yann LeCun: Vapnik and I were in nearby office at Bell Labs in the early 1990s, in Larry Jackel’s Adaptive Systems Research Department. Convolutional nets, Support Vector Machines, Tangent Distance, and several other influential methods were invented within a few meters of each other, and within a few years of each other. When AT&T spun off Lucent In 1995, I became the head of that department which became the Image Processing Research Department at AT&T Labs – Research. Machine Learning members included Yoshua Bengio, Leon Bottou, and Patrick Haffner, and Vladimir Vapnik. Visitors and interns included Bernhard Schölkopf, Jason Weston, Olivier Chapelle, and others.

Vapnik and I often had lively discussions about the relative merits of (deep) neural nets and kernel machines. Basically, I have always been interested in solving the problem of learning features or learning representations. I had only a moderate interest in kernel methods because they did nothing to address this problem. Naturally, SVMs are wonderful as a generic classification method with beautiful math behind them. But in the end, they are nothing more than simple two-layer systems. The first layer can be seen as a set of units (one per support vector) that measure a kind of similarity between the input vector and each support vector using the kernel function. The second layer linearly combines these similarities.

It’s a two-layer system in which the first layer is trained with the simplest of all unsupervised learning method: simply store the training samples as prototypes in the units. Basically, varying the smoothness of the kernel function allows us to interpolate between two simple methods: linear classification, and template matching. I got in trouble about 10 years ago by saying that kernel methods were a form of glorified template matching. Vapnik, on the other hand, argued that SVMs had a very clear way of doing capacity control. An SVM with a “narrow” kernel function can always learn the training set perfectly, but its generalization error is controlled by the width of the kernel and the sparsity of the dual coefficients. Vapnik really believes in his bounds. He worried that neural nets didn’t have similarly good ways to do capacity control (although neural nets do have generalization bounds, since they have finite VC dimension).

My counter argument was that the ability to do capacity control was somewhat secondary to the ability to compute highly complex function with a limited amount of computation. Performing image recognition with invariance to shifts, scale, rotation, lighting conditions, and background clutter was impossible (or extremely inefficient) for a kernel machine operating at the pixel level. But it was quite easy for deep architectures such as convolutional nets.

  • 机器学习

    机器学习(Machine Learning)是一门多领域交叉学科,涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。

    76 引用 • 37 回帖
  • svm
    3 引用 • 1 回帖

相关帖子

欢迎来到这里!

我们正在构建一个小众社区,大家在这里相互信任,以平等 • 自由 • 奔放的价值观进行分享交流。最终,希望大家能够找到与自己志同道合的伙伴,共同成长。

注册 关于
请输入回帖内容 ...

推荐标签 标签

  • 创业

    你比 99% 的人都优秀么?

    82 引用 • 1398 回帖
  • GitBook

    GitBook 使您的团队可以轻松编写和维护高质量的文档。 分享知识,提高团队的工作效率,让用户满意。

    3 引用 • 8 回帖
  • 负能量

    上帝为你关上了一扇门,然后就去睡觉了....努力不一定能成功,但不努力一定很轻松 (° ー °〃)

    85 引用 • 1201 回帖 • 449 关注
  • Webswing

    Webswing 是一个能将任何 Swing 应用通过纯 HTML5 运行在浏览器中的 Web 服务器,详细介绍请看 将 Java Swing 应用变成 Web 应用

    1 引用 • 15 回帖 • 636 关注
  • Markdown

    Markdown 是一种轻量级标记语言,用户可使用纯文本编辑器来排版文档,最终通过 Markdown 引擎将文档转换为所需格式(比如 HTML、PDF 等)。

    163 引用 • 1450 回帖
  • 微信

    腾讯公司 2011 年 1 月 21 日推出的一款手机通讯软件。用户可以通过摇一摇、搜索号码、扫描二维码等添加好友和关注公众平台,同时可以将自己看到的精彩内容分享到微信朋友圈。

    129 引用 • 793 回帖
  • Latke

    Latke 是一款以 JSON 为主的 Java Web 框架。

    70 引用 • 532 回帖 • 712 关注
  • jsoup

    jsoup 是一款 Java 的 HTML 解析器,可直接解析某个 URL 地址、HTML 文本内容。它提供了一套非常省力的 API,可通过 DOM,CSS 以及类似于 jQuery 的操作方法来取出和操作数据。

    6 引用 • 1 回帖 • 462 关注
  • 黑曜石

    黑曜石是一款强大的知识库工具,支持本地 Markdown 文件编辑,支持双向链接和关系图。

    A second brain, for you, forever.

    10 引用 • 85 回帖
  • SMTP

    SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制信件的中转方式。SMTP 协议属于 TCP/IP 协议簇,它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。

    4 引用 • 18 回帖 • 588 关注
  • 酷鸟浏览器

    安全 · 稳定 · 快速
    为跨境从业人员提供专业的跨境浏览器

    3 引用 • 59 回帖 • 25 关注
  • Netty

    Netty 是一个基于 NIO 的客户端-服务器编程框架,使用 Netty 可以让你快速、简单地开发出一个可维护、高性能的网络应用,例如实现了某种协议的客户、服务端应用。

    49 引用 • 33 回帖 • 21 关注
  • 周末

    星期六到星期天晚,实行五天工作制后,指每周的最后两天。再过几年可能就是三天了。

    14 引用 • 297 回帖
  • 大数据

    大数据(big data)是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

    89 引用 • 113 回帖
  • Ngui

    Ngui 是一个 GUI 的排版显示引擎和跨平台的 GUI 应用程序开发框架,基于
    Node.js / OpenGL。目标是在此基础上开发 GUI 应用程序可拥有开发 WEB 应用般简单与速度同时兼顾 Native 应用程序的性能与体验。

    7 引用 • 9 回帖 • 345 关注
  • 支付宝

    支付宝是全球领先的独立第三方支付平台,致力于为广大用户提供安全快速的电子支付/网上支付/安全支付/手机支付体验,及转账收款/水电煤缴费/信用卡还款/AA 收款等生活服务应用。

    29 引用 • 347 回帖
  • LaTeX

    LaTeX(音译“拉泰赫”)是一种基于 ΤΕΧ 的排版系统,由美国计算机学家莱斯利·兰伯特(Leslie Lamport)在 20 世纪 80 年代初期开发,利用这种格式,即使使用者没有排版和程序设计的知识也可以充分发挥由 TeX 所提供的强大功能,能在几天,甚至几小时内生成很多具有书籍质量的印刷品。对于生成复杂表格和数学公式,这一点表现得尤为突出。因此它非常适用于生成高印刷质量的科技和数学类文档。

    9 引用 • 32 回帖 • 166 关注
  • 旅游

    希望你我能在旅途中找到人生的下一站。

    85 引用 • 895 回帖 • 1 关注
  • JetBrains

    JetBrains 是一家捷克的软件开发公司,该公司位于捷克的布拉格,并在俄国的圣彼得堡及美国麻州波士顿都设有办公室,该公司最为人所熟知的产品是 Java 编程语言开发撰写时所用的集成开发环境:IntelliJ IDEA

    18 引用 • 54 回帖 • 1 关注
  • Q&A

    提问之前请先看《提问的智慧》,好的问题比好的答案更有价值。

    6551 引用 • 29424 回帖 • 245 关注
  • 宕机

    宕机,多指一些网站、游戏、网络应用等服务器一种区别于正常运行的状态,也叫“Down 机”、“当机”或“死机”。宕机状态不仅仅是指服务器“挂掉了”、“死机了”状态,也包括服务器假死、停用、关闭等一些原因而导致出现的不能够正常运行的状态。

    13 引用 • 82 回帖 • 38 关注
  • OkHttp

    OkHttp 是一款 HTTP & HTTP/2 客户端库,专为 Android 和 Java 应用打造。

    16 引用 • 6 回帖 • 53 关注
  • Sym

    Sym 是一款用 Java 实现的现代化社区(论坛/BBS/社交网络/博客)系统平台。

    下一代的社区系统,为未来而构建

    523 引用 • 4581 回帖 • 690 关注
  • SpaceVim

    SpaceVim 是一个社区驱动的模块化 vim/neovim 配置集合,以模块的方式组织管理插件以
    及相关配置,为不同的语言开发量身定制了相关的开发模块,该模块提供代码自动补全,
    语法检查、格式化、调试、REPL 等特性。用户仅需载入相关语言的模块即可得到一个开箱
    即用的 Vim-IDE。

    3 引用 • 31 回帖 • 71 关注
  • 单点登录

    单点登录(Single Sign On)是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一。SSO 的定义是在多个应用系统中,用户只需要登录一次就可以访问所有相互信任的应用系统。

    9 引用 • 25 回帖 • 3 关注
  • SQLite

    SQLite 是一个进程内的库,实现了自给自足的、无服务器的、零配置的、事务性的 SQL 数据库引擎。SQLite 是全世界使用最为广泛的数据库引擎。

    4 引用 • 7 回帖 • 4 关注
  • Maven

    Maven 是基于项目对象模型(POM)、通过一小段描述信息来管理项目的构建、报告和文档的软件项目管理工具。

    185 引用 • 318 回帖 • 346 关注