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支持向量机:从线性到核方法

btikc 2024-11-19 02:03:11 技术文章 3 ℃ 0 评论

一、支持向量机


支持向量机(SVM)是一种广泛用于分类、回归和异常检测的监督学习方法。SVM 的主要目标是找到一个超平面,使得两个类别的数据在高维空间中可以被这个超平面分开,并且保证分类间隔尽可能大。这使得SVM在处理线性或非线性可分问题时都表现出良好的性能。

二、线性支持向量机

线性支持向量机是最简单的支持向量机形式,其目标是在特征空间中找到一个线性超平面,使得这个超平面可以将不同类别的样本分隔开,同时尽可能最大化间隔。其优点是计算简单,易于实现,对于线性可分的问题表现良好。缺点是当数据线性不可分时,性能会下降。

三、基于核的支持向量机

当数据线性不可分时,我们可以通过引入核函数将样本从原始空间映射到一个高维空间,使得样本在高维空间中变得线性可分。这就是基于核的支持向量机的基本思想。

核函数可以理解为一个度量样本间相似性的函数。常用的核函数有线性核、多项式核、高斯核等。通过合适的核函数,我们可以有效处理线性不可分的问题,从而极大地扩展了支持向量机的应用范围

四、源码案例

以下是一个使用Python的scikit-learn库实现基于核的支持向量机的例子:

from sklearn.model_selection import train_test_split

from sklearn.svm import SVC

from sklearn.datasets import load_iris

from sklearn.metrics import accuracy_score

# 加载iris数据集

iris = load_iris()

X = iris.data

y = iris.target

# 划分训练集和测试集

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)

# 创建基于核的支持向量机分类器

svm = SVC(kernel='rbf', gamma=0.7, C=1.0)

# 训练模型

svm.fit(X_train, y_train)

# 预测测试集

y_pred = svm.predict(X_test)

# 计算准确率

accuracy = accuracy_score(y_test, y_pred)

print(f"Accuracy: {accuracy}")

在这个例子中,我们使用了iris数据集。我们首先划分出20%的数据作为测试集。然后,我们创建一个基于核的支持向量机分类器,这里我们选择了径向基函数作为核函数。然后我们用训练集来训练这个分类器。训练完成后,我们用这

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