機器學習算法篇(八)-------svm支持向量機

目錄

??1. SVM 的核心原理(必須掌握)??

??2. Python 中的實踐重點??

??(1) Scikit-learn 的 SVM 實現??

??(2) 數據預處理??

??(3) 模型評估與調優??

??3. 學習側重點優先級??

??4. 經典案例實踐方向??

??5. 學習資源推薦??

??總結??

附錄


基于svm支持向量機的二分類算法是深度學習神經網絡出來前,最受歡迎的機器學習算法,沒有之一,其算法原理的非數學部分還是非常容易理解的-------找到一個最佳的超平面,將數據分成兩類的同時,間隔最大,然后就是啪啦啪啦一大堆的數學建模求解這個問題,煮啵自知功力有限,不在這里班門弄斧了,但又想大家不錯過這個算法,所以我在這里只提供一下以能夠靈活應用為導向,學習這個算法的思路和側重點,附上幾篇我認為寫的非常好的有關svm支持向量機的算法或應用講解的博文,鏈接放在文末,讀者可以點擊鏈接去閱讀欣賞:

學習 ??SVM(支持向量機)?? 并在 Python 中實際應用時,你的學習側重點應該圍繞以下幾個核心方向:


??1. SVM 的核心原理(必須掌握)??

  • ??核心思想??:

    • 尋找一個??最優超平面??(決策邊界),最大化不同類別數據之間的??間隔??(Margin)。

    • 對線性不可分數據,通過??核技巧(Kernel Trick)?? 映射到高維空間實現分離。

  • ??關鍵概念??:

    • ??支持向量??:距離超平面最近的樣本點,決定超平面的位置。

    • ??間隔(Margin)??:支持向量到超平面的距離,越大則模型泛化能力越強。

    • ??核函數(Kernel)??:解決非線性問題的數學工具(如線性、多項式、高斯核)。


??2. Python 中的實踐重點??

??(1) Scikit-learn 的 SVM 實現??
from sklearn.svm import SVC
model = SVC(kernel='rbf', C=1.0, gamma='scale')  # 高斯核
model.fit(X_train, y_train)
y_pred = model.predict(X_test)
  • ??關鍵參數??:

    • kernel:核函數(linear, poly, rbf, sigmoid)。

    • C:正則化參數,控制分類器的??容錯性??(越小容錯性越強)。

    • gamma(高斯核專屬):控制決策邊界的??復雜度??(值越大越容易過擬合)。

??(2) 數據預處理??
  • SVM 對數據??尺度敏感??,必須標準化:

    from sklearn.preprocessing import StandardScaler
    scaler = StandardScaler()
    X_train = scaler.fit_transform(X_train)
    X_test = scaler.transform(X_test)
??(3) 模型評估與調優??
  • ??評估指標??:準確率(accuracy_score)、混淆矩陣(confusion_matrix)。

  • ??調參工具??:網格搜索(GridSearchCV):

    from sklearn.model_selection import GridSearchCV
    param_grid = {'C': [0.1, 1, 10], 'gamma': [0.1, 1, 10]}
    grid = GridSearchCV(SVC(), param_grid, cv=5)
    grid.fit(X_train, y_train)
    print(grid.best_params_)

??3. 學習側重點優先級??

??優先級??

??內容??

??為什么重要???

★★★★★

核函數選擇與參數調優

直接決定模型能否解決非線性問題

★★★★☆

數據標準化與特征工程

SVM 對數據分布敏感,需保證特征尺度一致

★★★☆☆

支持向量的可視化與分析

理解模型如何做決策(適合二維/三維數據)

★★☆☆☆

數學推導(拉格朗日乘子法)

工程中通常不需要,但面試/科研可能需要


??4. 經典案例實踐方向??

  1. ??線性可分數據??:

    • 使用 kernel='linear',觀察支持向量和決策邊界。

    • 案例:鳶尾花分類(sklearn.datasets.load_iris)。

  2. ??非線性數據??:

    • 使用 kernel='rbf',調整 gamma觀察過擬合/欠擬合。

    • 案例:月亮數據集(sklearn.datasets.make_moons)。

  3. ??不平衡數據??:

    • 使用 class_weight參數處理類別不平衡。

    • 案例:信用卡欺詐檢測(Kaggle數據集)。


??5. 學習資源推薦??

  • ??快速入門??:Scikit-learn 官方文檔 SVM指南

  • ??深入原理??:《統計學習方法》(李航)第7章

  • ??實戰項目??:Kaggle 上的 SVM 案例(如手寫數字識別)

  • csdn博客: 鏈接放在文末了


??總結??

你的學習路徑應該是:

??理解核心思想 → 掌握調參技巧 → 解決實際問題??。

數學推導可以后期補足,優先??能用 Python 實現并調優模型??。


附錄

天階:

支持向量機通俗導論(理解SVM的三層境界)-CSDN博客文章瀏覽閱讀10w+次,點贊3.4k次,收藏1.2w次。動筆寫這個支持向量機是費了不少勁和困難的,原因很簡單一者這個東西本身就并不好懂,要深入學習和研究下去需花費不少時間和精力二者這個東西也不好講清楚,盡管網上已經有朋友寫得不錯了(見文末參考鏈接),但在描述數學公式的時候還是顯得不夠。得益于同學白石的數學證明,我還是想嘗試寫一下,希望本文在兼顧通俗易懂的基礎上,真真正正能足以成為一篇完整概括和介紹支持向量機的導論性的文章本文在寫的過程中,參考了不少資料,包括《支持向量機導論》、《統計學習方法》及網友pluskid的支持向量機系列等等,于此,還是一篇。_支持向量機 https://blog.csdn.net/v_JULY_v/article/details/7624837?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=7624837&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link機器學習最經典算法-SVM支持向量機-【基本解讀算法+詳細實際案例分部流程】_svm算法實戰-CSDN博客文章瀏覽閱讀5.8k次,點贊16次,收藏67次。本文深入淺出地介紹了支持向量機(SVM)的基本原理,包括數學推導、核函數選擇及參數調節等內容,并通過多個案例展示了SVM在人臉識別等實際應用場景中的強大表現。 https://blog.csdn.net/weixin_43213884/article/details/115924152?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=115924152&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link

天街殘卷,需要取其精華,多篇整合:

支持向量機(SVM)詳解:原理、API使用與實戰案例-CSDN博客文章瀏覽閱讀621次。支持向量機_使用支持向量機算法對訓練集建模為什么要選擇1和0 https://blog.csdn.net/weixin_45707277/article/details/120639424?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=120639424&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link支持向量機(SVM)算法推導_svm怎么推導參數b的最優值-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.2k次。本文詳細介紹了支持向量機(SVM)的概念、原理及其應用場景。包括線性可分支持向量機、間隔最大化的思想、軟間隔最大化以及如何通過核函數處理非線性問題。 https://deep-rec.blog.csdn.net/article/details/78137217?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=78137217&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link支持向量機SVM(直觀理解原理、推導)_svm cost-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.9k次。這里主要基于吳恩達機器學習課程對于SVM的講解進行總結回顧,并參考各類資料對其推導過程進一步理解及實現。所以分為兩個部分及最后的一些個人總結。(內容較多、篇幅較長,靜下心來、慢慢體會)第一部分也即吳恩達課程是從邏輯回歸的cost函數講到svm的cost優化問題的,其實直接上來看是有一定理解難度的(要求有一定相關基礎),可以先看第二部分推導,再回過頭來看第一部分會有一個更加深刻的理解和掌握。1、..._svm cost https://blog.csdn.net/Enjoy_endless/article/details/83575659?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=83575659&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link

【機器學習實戰-python3】支持向量機(Support Vecrtor Machines SVM)_支持向量機分類 程序 python3-CSDN博客文章瀏覽閱讀2.7k次。本文詳述了支持向量機(SVM)的概念,包括最大間隔、SMO優化算法及其在Python3中的實現。通過實例展示了如何使用序列最小優化(SMO)算法訓練SVM,并探討了核函數的作用,特別是徑向基核函數在手寫識別問題中的應用。文章還介紹了如何調整參數以優化SVM的性能,并分享了實際測試中的錯誤率。 https://blog.csdn.net/sinat_17196995/article/details/59542432?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=59542432&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link

同仁篇:

機械學習--SVM 算法-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.1k次,點贊45次,收藏24次。給定線性可分的訓練集,其中是特征向量,是類別標簽。超平面方程為:其中是法向量,b 是截距。分類決策函數為。 https://blog.csdn.net/enlybbq/article/details/150074689?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=150074689&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link

機器學習:支持向量機(SVM)-CSDN博客文章瀏覽閱讀698次,點贊27次,收藏14次。非線性類型通常是二維平面不可分,為了使數據可分,需要通過一個函數將原始數據映射到高維空間,從而使得數據在高維空間很容易可分,需要通過一個函數將原始數據映射到高維空間,從而使得數據在高維空間很容易區分,這樣就達到數據分類或回歸的目的,而實現這一目標的函數稱為核函數。對于總數為n的樣本集合,進行n次有放回的隨機抽樣,得到大小為n的訓練集。由于原本的優化問題的表達式要考慮所有的樣本點,在此基礎上尋找正負類之間的最大幾何間隔,而幾何間隔本身代表的是距離,是非負的,像這樣有噪聲的情況會使整個問題無解。 https://blog.csdn.net/2501_91113915/article/details/149981947?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=149981947&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link機器學習之支持向量機(SVM)算法詳解-CSDN博客文章瀏覽閱讀830次,點贊24次,收藏3次。然而,SVM的訓練速度較慢,且對參數選擇敏感。支持向量機是一種二分類模型,其基本思想是找到一個超平面,將不同類別的數據分隔開,并且使得兩類數據點到超平面的距離(即間隔)最大化。對于非線性問題,SVM通過核函數將數據映射到高維空間,使其在高維空間中線性可分。SVM的核心目標是找到一個最優超平面,使得兩類數據點的間隔最大化。其中,(yi) 是樣本的標簽(取值為 +1 或 -1),(xi) 是樣本特征。對于線性可分的數據,SVM的優化目標是最大化間隔。其中,(C) 是正則化參數,用于控制分類錯誤和間隔的平衡。 https://blog.csdn.net/weixin_74414860/article/details/150118290?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=150118290&sharerefer=PC&sharesource=Sunhen_Qiletian&sharefrom=from_link

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