支持向量机(二)

简介: 这是一个关于支持向量机(SVM)的实践教程概要。作者使用Python的sklearn库演示了SVM的步骤,包括导入库、构建数据集、训练线性SVM模型、查看模型参数、进行预测及可视化决策边界。讨论了SVM在处理线性不可分数据时使用核函数(如高斯核)的重要性,并总结了SVM的优缺点:它擅长处理高维和非线性问题,但对大规模数据和参数选择敏感,训练时间可能较长。

支持向量机(一)+https://developer.aliyun.com/article/1544107?spm=a2c6h.13148508.setting.15.1fa24f0ewU5jCe


Demo实践 我们利用sklearn直接调用 SVM函数进行实践尝试


库函数导入


import numpy as np 
 
## 导入画图库
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
 
## 导入逻辑回归模型函数
from sklearn  import svm


 构建数据集并进行模型训练


x_fearures = np.array([[-1, -2], [-2, -1], [-3, -2], [1, 3], [2, 1], [3, 2]])
y_label = np.array([0, 0, 0, 1, 1, 1])
 
## 调用SVC模型 (支持向量机分类)
svc = svm.SVC(kernel='linear')
 
## 用SVM模型拟合构造的数据集
svc = svc.fit(x_fearures, y_label)


模型参数查看


svc.coef_
svc.intercept_
 
# [0.33364706 0.33270588]
# [-0.00031373]


 模型预测


y_train_pred = svc.predict(x_fearures)
y_train_pred
 
# [0 0 0 1 1 1]


可视化


x_range = np.linspace(-3, 3)
 
w = svc.coef_[0]
a = -w[0] / w[1]
y_3 = a*x_range - (svc.intercept_[0]) / w[1]
 
# 可视化决策边界
plt.figure()
plt.scatter(x_fearures[:,0],x_fearures[:,1], c=y_label, s=50, cmap='viridis')
plt.plot(x_range, y_3, '-c')
plt.show()

当存在线性不可分的场景时,我们需要使用核函数来提高训练样本的维度、或者将训练样本投向高维。


高斯核(RBF):一般是通过将样本投射到无限维空间,使得原来不可分的数据变得可分。


SVM 默认使用 RBF 核函数,将低维空间样本投射到高维空间。


支持向量机的总结:


优点:


  1. 可以解决高维数据问题,因为支持向量机通过核函数将原始数据映射到高维空间。


  1. 对非线性问题具有较好的处理能力,通过引入核函数,支持向量机可以处理非线性可分的数据。


  1. 鲁棒性较好,支持向量机只关心距离超平面最近的支持向量,对其他数据不敏感,因此对噪声数据具有较强的抗干扰能力。


缺点:


  1. 对于大规模数据集,支持向量机的训练时间较长,因为需要求解一个二次规划问题。


  1. 对参数和核函数的选择敏感,不同的参数和核函数可能导致模型性能差异较大,需要进行参数调优。


  1. 对于线性不可分的数据,需要引入核函数,但选择合适的核函数并不容易。


支持向量机是一种强大的机器学习算法,具有广泛的应用前景。在实际应用中,需要根据具体问题选择合适的核函数和参数,以达到最佳的预测性能。


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