G検定 練習問題 #0021・教師あり学習

SVMのマージンとカーネル

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サポートベクターマシン(SVM)は、クラスを分ける境界と、境界に最も近いデータとの距離である( ア )が最大になるように境界を決める。線形分離できないデータに対しては、高次元空間に写像したときの内積を、写像後の座標を計算せずに元の空間のデータから直接求める( イ )を用いて、非線形な境界を学習する。( ア )( イ )に入る語句の組み合わせとして、最も適切なものを1つ選べ。

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解説

正解 A

この問題の論点:SVMのマージンとカーネル

ポイント

SVMはマージン最大化で境界を決め、カーネルトリックで非線形な境界にも対応します。境界の位置はサポートベクターだけで決まります。

選択肢ごとの解説

  1. A

    適切 正解

    境界に最も近いデータをサポートベクターと呼び、境界との距離をマージンと呼びます。カーネルトリックでは内積をカーネル関数で直接求めるため、高次元の座標を計算せずに非線形な境界を学習できます。

  2. B

    不適切

    (ア)は正しいですが、(イ)が誤りです。ソフトマージンは、一部のデータが境界を越えたり誤分類されたりすることを許す考え方で、カーネル関数で内積を求める仕組みではありません。

  3. C

    不適切

    (イ)は正しいですが、(ア)が誤りです。サポートベクターは境界に最も近いデータそのものを指し、距離ではありません。SVMが最大化するのは、境界とサポートベクターとの距離であるマージンです。

  4. D

    不適切

    (ア)(イ)ともに誤りです。サポートベクターはマージンを決めるデータ点で、ソフトマージンは多少の誤分類を許す考え方です。最大化する距離はマージン、内積を直接求める仕組みはカーネルトリックです。

補足

境界から離れたデータを取り除いても、サポートベクターが変わらなければ境界は変わりません。代表的なカーネル関数には、多項式カーネルやRBFカーネル(ガウスカーネル)があります。ソフトマージンとカーネルトリックは組み合わせて使えます。

試験での狙われ方

空欄補充の形で、マージン、サポートベクター、カーネルトリックといった用語の対応を確認させる形が典型です。

参考

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