1.3. 核岭回归

核岭回归 (KRR) [M2012] 将 岭回归和分类（带有 l2 范数正则化的线性最小二乘）与 核技巧 相结合。因此，它在由相应核和数据诱导的空间中学习线性函数。对于非线性核，这对应于原始空间中的非线性函数。

由 KernelRidge 学习的模型形式与支持向量回归 (SVR) 相同。但是，使用了不同的损失函数：KRR 使用平方误差损失，而支持向量回归使用 \(\epsilon\) 不敏感损失，两者都与 l2 正则化相结合。与 SVR 相比，拟合 KernelRidge 可以通过闭式解完成，并且通常对于中等规模的数据集来说更快。另一方面，学习到的模型是非稀疏的，因此比 SVR 慢，后者在预测时学习稀疏模型，用于 \(\epsilon > 0\)。

下图比较了 KernelRidge 和 SVR 在一个人工数据集上的表现，该数据集包含一个正弦目标函数，并且每五个数据点都添加了强噪声。绘制了 KernelRidge 和 SVR 的学习模型，其中 RBF 核的复杂度/正则化和带宽都使用网格搜索进行了优化。学习到的函数非常相似；然而，拟合 KernelRidge 的速度大约是拟合 SVR 的速度的七倍（两者都使用网格搜索）。然而，使用 SVR 预测 100000 个目标值的速度要比使用 KernelRidge 快三倍以上，因为它只使用大约 1/3 的 100 个训练数据点作为支持向量学习了一个稀疏模型。

下一张图比较了 KernelRidge 和 SVR 在不同大小的训练集上的拟合和预测时间。对于中等大小的训练集（少于 1000 个样本），拟合 KernelRidge 比 SVR 快；然而，对于更大的训练集，SVR 的扩展性更好。关于预测时间，由于学习到的稀疏解，SVR 比 KernelRidge 在所有大小的训练集上都更快。请注意，稀疏程度以及预测时间取决于 SVR 的参数 \(\epsilon\) 和 \(C\)；\(\epsilon = 0\) 将对应于一个密集模型。

示例

• 核岭回归和 SVR 的比较

参考文献

[M2012]

“机器学习：概率视角” Murphy, K. P. - 第 14.4.3 章，第 492-493 页，麻省理工学院出版社，2012 年