
支持向量机(SVM)从入门到精通+Python实现SMO算法
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简介:
本课程全面讲解支持向量机(SVM),涵盖理论基础、原理剖析及实战应用,并深入解析并用Python实现SMO算法,帮助学员从零开始掌握SVM。
支持向量机(SVM)是一种用于二分类任务的模型,在特征空间上定义了间隔最大的线性分类器,并通过引入核技巧使其具备处理非线性问题的能力。其核心在于寻找一个最优超平面,将不同类别的数据分开,并最大化正负两类样本到该超平面的距离——即几何间隔。
在数学表达中,这个最优的分割面通常用法向量w和偏置项b表示为方程形式:\( w \cdot x + b = 0 \)。这里的关键概念是函数间隔与几何间隔的区别及其重要性,在优化过程中我们需要最大化的是样本点到超平面的真实距离(即几何间隔),而非单纯分类结果的正确度量。
对于那些在特征空间中难以通过线性方式分离的数据集,SVM采用软间隔的方法来允许一定程度上的错误分类。这种方法引入了松弛变量以容忍一定数量被误分的例子,并且可以通过调节惩罚参数C,在最大化间隔和最小化错分类之间找到平衡点。
求解支持向量机的优化问题通常转化为对偶问题处理,这一步骤利用拉格朗日乘子法将原始非线性约束条件转换为一个更容易解决的形式。通过对这些二次规划小规模问题逐一求解,最终能够得到满足KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件下的最优超平面参数。
为了进一步提高SVM的分类性能,在处理复杂数据时可以使用不同的核函数来实现从低维到高维度的空间映射,常见的包括线性、多项式和径向基(RBF)等类型。这些技术使得原本非线性的模式能够在变换后的特征空间内变得可分。
总之,支持向量机因其强大的理论基础以及广泛的应用范围,在各种机器学习任务中都展示了出色的表现力与实用性,尤其适用于高维数据的分类问题。
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