京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
支持向量机算法在深度学习没有火起来的2012年前,在机器学习算法中可谓是霸主地位,其思想是在二分类或者多分类任务中,将类别分开的超平面可能有很多种,那么哪一种的分类效果是最好的呢?这里引入了支撑向量的概念,我们总可以在几个类别的分界面处找到类别的一些样本点,以这些样本点的中垂线为平面的这个分界面可以使得类别中的点都离分界面足够远,那么这个平面就是最理想的分割超平面。
注意:SVM顾名思义,该算法只用到了一些支撑样本将两类或者多类样本分开的~~
SVM分为线性可分SVM,线性SVM和非线性SVM,后两者用到了核函数。
一、SVM中的数学:
1.凸优化
2.核函数
3.拉格朗日乘子法
二、SVM公式推导
基本定义(以二分类为例):
分割平面:
是特征空间转换函数,简单地,
目标值属于{-1,1},通过sign(y(x))将样本分类为1或者-1
1.线性可分SVM(样本本身线性可分)
1.1 目标函数:遍历所有的x,对离分割面最近的x中,找到一组w,b,使得离该线最近的x到该直线的距离最大
变形达到:
整理在得到最终的目标函数:
1.2 求解目标函数,引入拉格朗日乘子法和KKT条件:
上式分别对w,b求导为0,并代入原式中,变形为求解alpha的约束最优化问题:
最终得到的w,b以及超平面分别是:
2.线性支持SVM(样本本身线性不可分)
2.1 引入松弛因子,目标函数和约束条件变为:
给定松弛因子,相当于引入了正则项,C->无穷大,相当于没有惩罚,所有样本眼分对,不容忍错误,容易overfitting,C->0,则过渡带宽,容忍有错误,model范化能力好,能防止overfitting
2.2 求解目标函数,仍用拉格朗日乘子法,,最终的目标函数为:
求解最优的alpha,并求得w和b.
3.非线性SVM,引入核函数
3.1 思想:不可分的样本,通过核函数映射到新的高维特征空间,使得样本变得可分,常见的核函数有多项式,高斯和sigmoid核函数,公式如下:
一般地,在不知道更多信息的时候使用高斯核函数是最稳妥的,高斯函数(RBF,径向基函数)是一个映射到无穷维的函数。
引入的
代表了核函数映射到高维空间的胖瘦,其值大,则胖乎乎,其值小,则瘦兮兮~~
三、代码实现SVM
import numpy as np
from sklearn.svm import SVR
from sklearn.grid_search import GridSearchCV # 0.17 grid_search
import matplotlib.pyplot as plt
if __name__ == "__main__":
N = 50
np.random.seed(0)
x = np.sort(np.random.uniform(0, 6, N), axis=0)
y = 2*np.cos(x) + 0.1*np.random.randn(N)
x = x.reshape(-1, 1)
model = SVR(kernel='rbf')
c = np.logspace(-2, 2, 10)
gamma= np.logspace(-2, 2, 10)
svr = GridSearchCV(model, param_grid={'C': c, 'gamma': gamma}, cv=5)
svr.fit(x, y)
print 'C和gamma的最优参数:\n', svr.best_params_
x_test = np.linspace(x.min(), x.max(), 100).reshape(-1, 1)
y_predict = svr.predict(x_test)
sp = svr.best_estimator_.support_
plt.figure(facecolor='w')
plt.scatter(x[sp], y[sp], c='b', marker='o', label='Support Vectors')
plt.plot(x_test, y_predict, 'r--',label='RBF Kernel')
plt.plot(x, y, 'g-')
plt.legend(loc='best')
plt.title('SVR with grid_search C & gamma')
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('Y')
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()
运行代码可以网格搜索到最优的Chegamma并得到SVM的结果可视化如下:
总结一下:
1.SVM中有两个超参数需要调参,一个是C,一个是
,在不知道这两者怎么搭配最终的分类效果好,使用高斯函数(RBF)是最好的,可以用grid_search来找最优的一组值超参数,而不是随便
调参
2. 某一种模型调参的能力是有限的,不会对分类结果有质的飞跃,当怎么调都调不好的话,就应该考虑换一种模型了
3. 调参不是主要的,特征选择和数据的清洗对模型的结果影响更重要
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
手游行业具备用户迭代快、竞争激烈、用户粘性易流失的典型特征。随着新游持续上线、玩家审美升级、玩法疲劳等问题出现,存量用户 ...
2026-08-14在数字化产品运营、商业数据分析、业务增长管理中,零散的指标统计无法支撑系统性的业务决策。单一的点击率、转化率、销量数据只 ...
2026-08-14 很多数据分析师每天都在写SQL,但当被问到“数据查询语言(DQL)的本质是什么”“SELECT语句中各子句的书写顺序与实际执行顺 ...
2026-08-14在数据库数据分析、数据清洗、报表统计与业务查询场景中,日期时间是最高频、最核心的基础字段。数据库中存储的日期格式多样,包 ...
2026-08-13在数据统计分析与数据清洗工作中,箱线图是一种简洁高效、客观性强的数据可视化图表,能够直观呈现数据集的分布特征、离散程度和 ...
2026-08-13 很多数据分析师写过无数个SELECT查询,但当被问到“如何新建一张表来固化中间数据”“创建视图和创建物理表有什么区别”“视 ...
2026-08-13在自动化办公、数据采集、定时统计、日志清理、系统监控等场景中,程序往往需要按照固定时间间隔重复执行指定任务,这种运行机制 ...
2026-08-12在数据分析日常工作中,Excel数据筛选是数据清洗、数据提取、样本筛选的核心基础操作。传统Excel手动筛选、函数筛选方式,面对多 ...
2026-08-12 很多数据分析师精通Excel函数和数据透视表,但当被问到“数据从哪里来”“表和视图有什么区别”“数据库管理系统和SQL是什么 ...
2026-08-12在数据分析、统计建模、数据挖掘与商业调研过程中,原始数据往往无法做到绝对干净规整。受系统故障、人工录入失误、设备误差、突 ...
2026-08-11在数据分析工作中,聚类分析是典型的无监督学习方法,核心作用是依据数据自身的多维特征,将相似样本自动划分为若干类别,实现“ ...
2026-08-11 很多企业团队并非缺乏指标,而是陷入“指标失控”:仪表盘上堆满实时跳动的数据,却无法回答“当前瓶颈在哪、下一步该做什么 ...
2026-08-11AB实验是互联网产品迭代、营销优化、功能升级的核心科学验证手段,通过流量随机分组、对照组与实验组对比,科学验证策略、功能、 ...
2026-08-10在MySQL数据库优化中,索引是提升查询效率、降低数据库IO开销、优化系统性能的核心手段。普通单列索引仅适配简单查询场景,面对 ...
2026-08-10 很多数据分析师每天盯着几十个指标,但当被问到“这套指标要支撑什么业务目标”“指标之间是什么逻辑关系”“业务变化时如何 ...
2026-08-10在数字化市场调研体系中,大数据与小数据是两类核心调研数据形态,分别对应海量行为统计与精准样本深度调研。行业普遍存在认知误 ...
2026-08-07数据透视表是Excel、WPS中最核心的数据分析工具,凭借快速汇总、分组统计、动态筛选的优势,被广泛应用于销量统计、业绩复盘、数 ...
2026-08-07 很多数据分析师每天盯着GMV、DAU、转化率,但当被问到“哪些指标在所有行业都适用”“哪些指标只对电商有意义”“二者如何搭 ...
2026-08-07在商品销量、市场需求、营收规模等业务数据中,季节性波动是最普遍、最核心的数据特征。零售快消、食品餐饮、家电服饰、电商行业 ...
2026-08-06在流量红利消退、市场竞争白热化的商业环境中,传统依托经验、跟风投放、广撒网式的营销模式,逐渐暴露出成本高、精准度低、转化 ...
2026-08-06