TRKM:基于双限制性核机器的分类与回归模型
机器学习
2025-12-15 v2
摘要
限制性核机器(RKM)在机器学习中显著提升了泛化能力。近期的进展探索了RKM框架内的各种技术,将核函数与最小二乘支持向量机(LSSVM)集成,以镜像受限玻尔兹曼机(RBM)的能量函数,导致性能提升。然而,RKM在处理分布不均或复杂聚类数据时可能面临泛化挑战。此外,随着数据集大小的增加,管理高维特征空间的计算负担会变得相当大,可能阻碍大规模数据集的性能。为了解决这些挑战,我们提出了 twin 限制性核机器(TRKM)。TRKM将 twin 模型的优势与 RKM 框架的鲁棒性结合起来,用于增强分类和回归任务。通过利用Fenchel-Young不等式,我们引入了一种新的共轭特征二义性,允许以双变量的形式来表述分类和回归问题。这种二义性为TRKM问题的目标函数提供了一个上界, resulting in a new methodology under the RKM framework. 该模型使用类似于RBM的能量函数,包含对应两个类别的 visible 和 hidden 变量。此外,采用核技巧将数据映射到高维特征空间,在该空间中,模型使用正则化最小二乘方法识别最优分离超平面。在UCI和KEEL数据集上的实验确认了TRKM在基准方法上的优势,展示了其在处理复杂数据方面的鲁棒性和效率。此外,我们在脑年龄数据集上实现了TRKM模型,证明了其在预测脑年龄方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2502.15759,
title = {TRKM: Twin Restricted Kernel Machines for Classification and Regression},
author = {A. Quadir and M. Tanveer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.15759},
year = {2025}
}