我们需要直接求解题目中的带约束优化问题,得到每个信号的权重 αi。给定特征向量 vi,记 Kij=vi⋅vj,令 Q=(yy⊤)⊙K(Hadamard 乘),目标为最小化
f(α)=21α⊤Qα−1⊤α,满足约束 αi≥0 且 ∑i=1nαiyi=0。这是一个凸优化问题,实现上使用 SciPy 的 SLSQP(序列二次规划)来做带线性等式与不等式(边界)约束的最优化。
在信号处理中,我们收集到 n 个二维观测信号,每个信号有两个特征值和一种极性(正极性或负极性,分别用 +1 和 −1 表示)。我们希望为每个信号分配一个非负权重 αi,使得正负极性信号的权重和相等(即 ∑i=1nαiyi=0),并最小化如下代价函数:
f(α)=21i=1∑nj=1∑nαiαjyiyj(vi⋅vj)−i=1∑nαi其中 vi 是第 i 个信号的特征向量,yi∈{+1,−1} 是其极性,vi⋅vj 表示两个特征向量的点积。该优化问题存在唯一解,请编写程序求出所有 αi 并按要求格式输出。
输入数据保证线性可分,信号数量 n 不超过 200,特征值的绝对值不超过 10^4,输出 αi 保留两位小数,若数值绝对值小于 0.005 则统一视为 0.00。
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