支持向量机原理与代码实现

作者:禅与计算机程序设计艺术

1.简介

支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种二类分类器,属于监督学习算法。它通过对数据点之间的最大间隔进行优化,使得决策边界尽可能宽松,分割出不同的区域。SVM算法可以有效地解决多类别问题、小样本问题和非线性分类问题。在监督学习中,将训练数据集中的输入样本和输出标签对应地表示成一组对(x,y),其中x代表输入特征向量,y代表输出类别。

支持向量机的主要特点如下:

  1. 拥有很好的泛化能力。SVM可以在高维空间中找到一个具有最佳边界的超平面,并且泛化能力较好。
  2. 对异常值不敏感。当存在噪声或从中学习时,SVM可以很好地处理。
  3. 不需要太多计算资源。因为它只涉及少量核函数的求解和简单模型的训练,所以速度非常快。
  4. 可解释性强。SVM 的模型形式简单直观,且具有较好的可解释性,对于理解和分析模型有很大的帮助。
  5. 有利于特征选择。SVM 可以通过惩罚一些不重要的特征而达到降维和特征选择的目的。

当前,SVM 在许多领域都得到了广泛应用。包括文本分类、图像识别、生物信息学、网络安全等领域。在这些领域,SVM 提供了非常好的性能,并得到了广泛的认可。因此,掌握 SVM 对于机器学习工程师和科研工作者来说是一个必备技能。

2.基本概念术语说明

2.1 支持向量

支持向量就是能够完全决定一个函数所作出的预测的样本点。其所在的位置决定着 SVM 模型的决策边界。在确定超平面的过程中,只有支持向量才会影响模型的构建。而且,如果某些支持向量发生变化,可能会导致模型发生较大的改变。比如,如果某个新的支持向

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