RBF径向基函数

RBF径向基函数一 径向基函数径向基函数是某种沿径向对称的标量函数 通常定义为样本到数据中心之间径向距离 通常是欧氏距离 的单调函数 由于距离是径向同性的 RBF 核是一种常用的核函数 它是支持向量机分类中最为常用的核函数 常用的高斯径向基函数形如 其中 可以看做两个特征向量之间的平方欧几里得距离 x 为核函数中心 是一个自由参数 是函数的宽度参数 控制了函数的径向作用范围 一种等价但更为简单的定义是设一

一、径向基函数

径向基函数是某种沿径向对称的标量函数,通常定义为样本到数据中心之间径向距离(通常是欧氏距离)的单调函数(由于距离是径向同性的)。RBF核是一种常用的核函数。它是支持向量机分类中最为常用的核函数。常用的高斯径向基函数形如:
RBF径向基函数
其中,RBF径向基函数可以看做两个特征向量之间的平方欧几里得距离。x’为核函数中心,RBF径向基函数是一个自由参数,是函数的宽度参数 , 控制了函数的径向作用范围。。一种等价但更为简单的定义是设一个新的参数 \gamma,其表达式为RBF径向基函数
RBF径向基函数


因为RBF核函数的值随距离减小,并介于0(极限)和1(当x = x’的时候)之间,所以它是一种现成的相似性度量表示法。核的特征空间有无穷多的维数;对于 RBF径向基函数 =1,它的展开式为:
RBF径向基函数
径向基函数二维图像:
RBF核
RBF 拥有较小的支集。针对选定的样本点,它只对样本附近的输入有反应,如下图。
这里写图片描述
RBF 使样本点只被附近(圈内)的输入激活。
T. Poggio 将 RBF 比作记忆点。与记忆样本越近,该记忆就越被激活。
RBF 核与多项式核相比具有参数少的优点。因为参数的个数直接影响到模型选择的复杂性。
其他的径向基函数有:
Reflected Sigmoidal(反常S型)函数:
RBF径向基函数
Inverse multiquadrics(拟多二次)函数:
RBF径向基函数
σ称为径向基函数的扩展常数,它反应了函数图像的宽度,σ越小,宽度越窄,函数越具有选择性。













二、径向基网络

RBF(Radial Basis Function,径向基)网络是一种单隐层前馈神经网络,它使用径向基函数作为隐层神经元激活函数,而输出层则是对隐层神经元输出的线性组合。径向基函数网络具有多种用途,包括包括函数近似法、时间序列预测、分类和系统控制。他们最早由布鲁姆赫德(Broomhead)和洛维(Lowe)在1988年建立。
RBF网络分为标准RBF网络,即隐层单元数等于输入样本数;和广义RBF网络,即隐层单元数小于输入样本数。但广义RBF的隐藏层神经元个数大于输入层神经元个数,因为在标准RBF网络中,当样本数目很大时,就需要很多基函数,权值矩阵就会很大,计算复杂且容易产生病态问题。
径向基网络:
径向基网络


三、参数计算

四、RBF神经网络与SVM with RBF Kernel的区别和联系:

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