支援向量機

2021-08-10 07:12:40 字數 4479 閱讀 3691

支援向量:與分離超平面距離最近的樣本點的例項

優點:泛化錯誤率低,計算開銷不大,結果易解釋

缺點:對引數調節和核函式選擇敏感,原始分類器不加修改僅適用於處理二分類問題

適合資料型別:數值型和標稱型資料

每次迴圈中選擇兩個alpha進行優化處理。一旦找到一對合適的alpha,那麼久增大其中乙個同時減小另乙個。這裡所謂的」合適」就是指兩個alpha必須要符合一定的條件,條件之一就是這兩個alpha必須要在間隔邊界之外,而其第二個條件則是這兩個alpha 還沒有進行過區間化處理或者不在邊界上

建立乙個alpha向量並將其初始化為0向量

當迭代次數小於最大迭代次數時(外迴圈)

對資料集中的每個資料向量(內迴圈)

如果該資料向量可以被優化

隨機選擇另外乙個資料向量

同時優化這兩個向量

如果兩個向量都不能被優化,退出內迴圈

如果所有向量都沒有被優化,增加迭代次數,繼續下一次迴圈

按照libsvm軟體包所要求的格式準備資料 label [index1]:[value1] [index2]:[value2],…

如2.3 1:5.6 2:3.2

label=2.3 有2維,第一維是5.6 第二維是 3。2

對資料進行簡單的縮放操作,即資料歸一化

首選rbf核函式

採用交叉驗證選擇最佳引數c和g

選擇引數後,對整個訓練資料集進行訓練,並獲取svm模型

利用獲取的模型進行測試

##libsvm使用說明

先將資料按照value1,value2,value3,…,label存放,然後粘到formatdatalibsvm.xls中,工具->巨集->執行,選擇formatdatatolibsvm巨集就可以得到滿足libsvm格式的資料

svm-scale.exe將資料進行縮放到適當範圍,使得訓練和測試速度加快

svm-train.exe 訓練data,生成model

核函式

-線性核

1.多項式核

2.rbf核(高斯核,徑向基核函式)

3.sigmoid核

4.precomputed.kernel 自定義核函式

options (選擇分類還是回歸,選擇前面相應的

0

-c-svc 多類1-n

-svc 多類

2-one

-class

-svm 單類3-e

-svr 回歸4-n

-svr 回歸

svm(smo)**展示,非libsvm:

# coding=utf-8

# __author__=eshter yuu

#無需言,做自己

import numpy as np

defloaddataset

(filename):

datamat = ; labelmat =

fr =open(filename)

for line in fr.readlines():

linearr = line.strip().split('\t')

return datamat, labelmat

##i是alpha的下標,m是所有alpha的數目

#找到乙個不同下標i的下標

defselectjrand

(i,m):

j =i

while(j==i):

j = int(np.random.uniform(0,m))

return j

#調整大於h或者小於l的alpha值

defclipalpha

(aj,h,l):

if aj > h:

aj = h

if l > aj:

aj =l

return aj

##簡化版的smo演算法

defsmo******

(datamat, classlabels, c, toler, maxiter):

datamatrix = np.mat(datamat); labelmat = np.mat(classlabels).transpose()

b =0;

m,n = np.shape(datamatrix)

print(m,n)

alphas = np.mat(np.zeros((m,1)))

iter = 0

while(iter < maxiter):

alphaparischanged =0

for i in range(m):#第二層內迴圈

fxi = float(np.multiply(alphas,labelmat).t* (datamatrix*datamatrix[i,:].t))+b

ei = fxi -float(labelmat[i])

if ((labelmat[i] * ei < - toler) and (alphas[i] < c))or ((labelmat[i] * ei> toler ) and (alphas[i] > 0)):

j = selectjrand(i,m)

fxj = float(np.multiply(alphas, labelmat).t * (datamatrix *datamatrix[j,:].t)) +b

ej =fxj -float(labelmat[j])

alphaiold = alphas[i].copy()

alphajold = alphas[j].copy()

if (labelmat[i] != labelmat[j]):

l = max(0, alphas[j] -alphas[i] )

h = min(c, c + alphas[j]-alphas[i])

else:

l = max(0, alphas[j] +alphas[i] -c)

h= min(c, alphas[j]+alphas[i])

if l ==h:

print('l==h')

continue

eta =2.0* datamatrix[i,:] * datamatrix[j,:].t - datamatrix[i,:] *datamatrix[i,:].t -datamatrix[j,:] *datamatrix[j,:].t

if eta >= 0:

print("eta >=0")

continue

alphas[j] -= labelmat[j]*(ei-ej)/eta

alphas[j] = clipalpha(alphas[j], h,l)

if (abs(alphas[j] -alphajold) < 0.00001):

print("j not muving enough")

continue

alphas[i] += labelmat[j] * labelmat[i]*(alphajold -alphas[j])

b1 = b- ei - labelmat[i] *(alphas[i] - alphaiold)* datamatrix[i,:] *datamatrix[i,:].t - \

labelmat[j] *(alphas[j] - alphajold)*datamatrix[i,:] *datamatrix[j,:].t

b2 = b-ej- labelmat[i]*(alphas[i] -alphaiold) * datamatrix[i,:]*datamatrix[j,:].t -\

labelmat[j] *(alphas[j] -alphajold)* datamatrix[j,:] *datamatrix[j,:].t

if (0

< alphas[i]) and(c > alphas[i]):b =b1

elif (0

< alphas[j]) and(c> alphas[j]):b= b2

else: b=(b1+b2)/2.0

alphaparischanged +=1

print("iter: %d i: %d, paris changed %d"%(iter, i, alphaparischanged))

if alphaparischanged ==0 : iter +=1

else: iter = 0

print("iteration number:%d"% iter)

return b,alphas

dataarr ,labelarr = loaddataset('testset.txt')

m,n = np.shape(np.mat(labelarr).transpose())

print(m,n)

b, alphas =smo******(dataarr,labelarr,0.6, 0.001, 40)

print('b=',b, '\n', 'alphas>0',alphas[alphas>0])

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