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
第一章:数据分析思维考点1:UVCA时代的特点考点2:数据分析背后的逻辑思维方法论考点3:流程化企业的数据分析需求考点4:企业数 ...
2026-02-16在数据分析、业务决策、科学研究等领域,统计模型是连接原始数据与业务价值的核心工具——它通过对数据的规律提炼、变量关联分析 ...
2026-02-14在SQL查询实操中,SELECT * 与 SELECT 字段1, 字段2,...(指定个别字段)是最常用的两种查询方式。很多开发者在日常开发中,为了 ...
2026-02-14对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,数据分析的核心不是孤立解读单个指标数值,而是构建一套科学、完整、贴合业务 ...
2026-02-14在Power BI实操中,函数是实现数据清洗、建模计算、可视化呈现的核心工具——无论是简单的数据筛选、异常值处理,还是复杂的度量 ...
2026-02-13在互联网运营、产品迭代、用户增长等工作中,“留存率”是衡量产品核心价值、用户粘性的核心指标——而次日留存率,作为留存率体 ...
2026-02-13对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,指标是贯穿工作全流程的核心载体,更是连接原始数据与业务洞察的关键桥梁。CDA ...
2026-02-13在机器学习建模实操中,“特征选择”是提升模型性能、简化模型复杂度、解读数据逻辑的核心步骤——而随机森林(Random Forest) ...
2026-02-12在MySQL数据查询实操中,按日期分组统计是高频需求——比如统计每日用户登录量、每日订单量、每日销售额,需要按日期分组展示, ...
2026-02-12对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言,描述性统计是贯穿实操全流程的核心基础,更是从“原始数据”到“初步洞察”的 ...
2026-02-12备考CDA的小伙伴,专属宠粉福利来啦! 不用拼运气抽奖,不用复杂操作,只要转发CDA真题海报到朋友圈集赞,就能免费抱走实用好礼 ...
2026-02-11在数据科学、机器学习实操中,Anaconda是必备工具——它集成了Python解释器、conda包管理器,能快速搭建独立的虚拟环境,便捷安 ...
2026-02-11在Tableau数据可视化实操中,多表连接是高频操作——无论是将“产品表”与“销量表”连接分析产品销量,还是将“用户表”与“消 ...
2026-02-11在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的实操体系中,统计基本概念是不可或缺的核心根基,更是连接原始数据与业务洞察的关 ...
2026-02-11在数字经济飞速发展的今天,数据已成为核心生产要素,渗透到企业运营、民生服务、科技研发等各个领域。从个人手机里的浏览记录、 ...
2026-02-10在数据分析、实验研究中,我们经常会遇到小样本配对数据的差异检验场景——比如同一组受试者用药前后的指标对比、配对分组的两组 ...
2026-02-10在结构化数据分析领域,透视分析(Pivot Analysis)是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师最常用、最高效的核心实操方法之 ...
2026-02-10在SQL数据库实操中,字段类型的合理设置是保证数据运算、统计准确性的基础。日常开发或数据分析时,我们常会遇到这样的问题:数 ...
2026-02-09在日常办公数据分析中,Excel数据透视表是最常用的高效工具之一——它能快速对海量数据进行分类汇总、分组统计,将杂乱无章的数 ...
2026-02-09表结构数据作为结构化数据的核心载体,其“获取-加工-使用”全流程,是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师开展专业工作的 ...
2026-02-09