SVM方法步骤
svm实验报告总结
svm实验报告总结SVM实验报告总结支持向量机(SVM)是一种常用的机器学习算法，它在模式识别、分类、回归等领域有着广泛的应用。
本文将对SVM算法进行实验，旨在探究SVM算法的原理、应用和优缺点。
一、实验原理SVM的基本思想是将低维度的数据映射到高维度的空间中，从而使数据在高维空间中更容易被线性分隔。
SVM算法的核心是支持向量，这些支持向量是距离分类决策边界最近的数据点。
SVM通过找到这些支持向量来建立分类器，从而实现数据分类。
二、实验步骤1. 数据预处理本实验使用的数据集是Iris花卉数据集，该数据集包含了三种不同种类的花朵，每种花朵有四个属性：花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度。
首先需要将数据集划分为训练集和测试集，以便在训练模型时进行验证。
2. 模型训练本实验使用Python中的sklearn库来构建SVM分类器。
首先需要选择SVM的核函数，有线性核函数、多项式核函数、径向基核函数等。
在本实验中，我们选择径向基核函数作为SVM的核函数。
接着需要设置SVM的参数，包括C值和gamma值。
C值是惩罚系数，用于平衡模型的分类精度和泛化能力；gamma值是径向基函数的系数，用于控制支持向量的影响范围。
3. 模型评估本实验使用准确率和混淆矩阵来评估模型的性能。
准确率是指模型在测试集上的分类精度，而混淆矩阵则可以用来分析模型在不同类别上的分类情况。
三、实验结果本实验使用径向基核函数的SVM分类器在Iris数据集上进行了实验。
实验结果表明，SVM分类器的准确率达到了97.78%，同时在混淆矩阵中也可以看出模型在不同花朵种类上的分类情况。
实验结果表明，SVM分类器在分类问题上有着较好的表现。
四、实验总结SVM算法是一种常用的机器学习算法，它在模式识别、分类、回归等领域有着广泛的应用。
本实验通过对Iris数据集的实验，探究了SVM算法的原理、应用和优缺点。
实验结果表明，在SVM算法中，径向基核函数是一种比较适用的核函数，在设置SVM参数时需要平衡模型的分类精度和泛化能力。
SVM支持向量机算法的详细推导(详细到每个步骤,值得推荐)
建立非线性可分数据的最优超平面可以采用与线性可 分情况类似的方法，即对于给定的训练样本 {(X1，d1)， (X2，d2)，…，(Xp，dp)，…(XP，dP)} ,寻找权值W和 阈值B的最优值，使其在式(8.19)的约束下，最小化关 于权值W和松弛变量 ξp 的代价函数
C是选定的正参数。 与前述方法相似，采用Laglange系数方法解决约束最 优问题。需要注意的是，在引入Lagrange函数时，使 e函数变为
WT XP+b<0
dp =-1
超平面与最近的样本点之间的间隔称为分离边缘，用ρ表示。 支持向量机的目标是找到一个分离边缘最大的超平面，即最优 超平面。也就是要确定使ρ最大时的W和b。 图8.1给出二维平面中最优超平面的示意图。可以看出，最优 超平面能提供两类之间最大可能的分离，因此确定最优超平面 的权值W0和偏置b0应是唯一的。在式(8.1)定义的一簇超平面中， 最优超平面的方程应为: WT X0+b0=0（应该是W0 X + b0 = 0吧？ ） 直接求W0和b0基本上不太可能，除了训练集无别的信息可用， 如何办？ 一种方法：使求得的预测函数 y = f(x) = sgn(W· + b)对原有 X 样本的分类错误率最小。 如何使分类错误率最小？下面慢慢分 析。
αp>0 以上为不等式约束的二次函数极值问题(Quadratic Programming，QP)。由Kuhn Tucker定理知，式 (8.14)的最优解必须满足以下最优化条件(KKT条件)
上式等号成立的两种情况：一是αp为零；另一种是 (WT XP+b) dp=1 。第二种情况仅对应于样本为支持向量。 设Q(α)的最优解为{α01, α02,......, α0p} ，可通过式(8.12) 计算最优权值向量，其中多数样本的Lagrange系数为零， 因此
利用SVM进行文本分类并研究特征选择对文本分类的影响
利用SVM进行文本分类并研究特征选择对文本分类的影响SVM（支持向量机）是一种常用于文本分类的机器学习算法。
它的主要思想是将文本数据映射到高维向量空间，并在此空间中构建一个超平面来实现分类。
特征选择是在特定的文本分类任务中选择最相关特征的过程。
本文将研究特征选择对SVM文本分类的影响。
一、SVM文本分类的基本步骤SVM文本分类的基本步骤包括数据预处理、特征提取、特征选择和模型训练四个主要阶段。
1.数据预处理：这一步骤包括去除文本中的停用词、标点符号等无用信息，同时进行词干化和词向量化处理，将文本转换为向量表示。
2.特征提取：常用的特征提取方法有词袋模型和TF-IDF模型。
词袋模型统计文档中每个词的出现频率，将其构成一个向量。
TF-IDF模型基于词袋模型，加入了对词频的权重调整，更准确地反映了词对文档的重要性。
3.特征选择：特征选择是从所有特征中选择最有用的特征，以提高分类器的性能。
常用的特征选择方法有信息增益、卡方检验和互信息等。
4.模型训练：最后，使用选择的特征和标注的训练集来训练SVM分类器，通过调整超参数，如正则化参数C和核函数类型等，来优化模型的性能。
特征选择在SVM文本分类中起着至关重要的作用，它能够减少特征维度，提高分类效果。
以下是特征选择对文本分类的影响：1.维度减少：文本数据往往具有高维度，而很多特征无关或冗余。
通过特征选择可以减少特征维度，消除冗余信息，提高计算效率。
2.加快训练速度：特征选择可以减少训练样本的数量，从而缩短SVM 模型的训练时间。
特征选择能够剔除一些对分类任务无关的特征，使得模型更快速地收敛。
3.提高分类性能：特征选择有助于找到与分类任务最相关的特征，去除冗余和噪声，从而提高分类器的泛化能力和分类性能。
4.解释性：选择最相关的特征可以增加对分类结果的可解释性。
通过特征选择，我们可以更好地理解哪些特征对分类有贡献，有助于进一步分析文本数据的规律和特点。
三、特征选择方法1.信息增益：信息增益是通过比较每个特征与分类结果之间的关联性来衡量特征的重要性。
【python数据挖掘课程】二十七.基于SVM分类器的红酒数据分析一.SVM基础概念二.S。。。
【python数据挖掘课程】⼆⼗七.基于SVM分类器的红酒数据分析⼀.SVM基础概念⼆.S。
这是《Python数据挖掘课程》系列⽂章，前⾯很多⽂章都讲解了分类、聚类算法，这篇⽂章主要讲解SVM分类算法，同时讲解如何读取TXT ⽂件数据并进⾏数据分析及评价的过程。
⽂章⽐较基础，希望对你有所帮助，提供些思路，也是⾃⼰教学的内容。
推荐⼤家购买作者新书《Python⽹络数据爬取及分析从⼊门到精通（分析篇）》，如果⽂章中存在错误或不⾜之处，还请海涵。
⽬录：⼀.SVM基础概念⼆.SVM基本使⽤⽅法三.TXT红酒数据集预处理四.SVM分析红酒数据五.代码优化五年来写了314篇博客，12个专栏，是真的热爱分享，热爱CSDN这个平台，也想帮助更多的⼈，专栏包括Python、数据挖掘、⽹络爬⾍、图像处理、C#、Android等。
现在也当了两年⽼师，更是觉得有义务教好每⼀个学⽣，让贵州学⼦好好写点代码，学点技术，"师者，传到授业解惑也"，提前祝⼤家新年快乐。
2019我们携⼿共进，为爱⽽⽣。
前⽂参考：⼀.SVM基础概念⽀持向量机（Support Vector Machine，简称SVM）是常见的⼀种判别⽅法。
在机器学习领域，是⼀个有监督的学习模型，通常⽤来进⾏模式识别、分类以及回归分析。
该算法的最⼤特点是根据结构风险最⼩化准则，以最⼤化分类间隔构造最优分类超平⾯来提⾼学习机的泛化能⼒，较好地解决了⾮线性、⾼维数、局部极⼩点等问题。
由于作者数学推算能⼒不太好，同时SVM原理也⽐较复杂，所以SVM算法基础知识推荐⼤家阅读CSDN博客著名算法⼤神“JULY”的⽂章《⽀持向量机通俗导论（理解SVM的三层境界）》，这篇⽂章由浅⼊深的讲解了SVM算法，⽽本⼩节作者主要讲解SVM的⽤法。
SVM分类算法的核⼼思想是通过建⽴某种核函数，将数据在⾼维寻找⼀个满⾜分类要求的超平⾯，使训练集中的点距离分类⾯尽可能的远，即寻找⼀个分类⾯使得其两侧的空⽩区域最⼤。
svm使用的一般步骤
svm使⽤的⼀般步骤LIBSVM 使⽤的⼀般步骤是：1）准备数据集，转化为 LIBSVM⽀持的数据格式：[label] [index1]:[value1] [index2]:[value2] ...即 [l类别标号] [特征1]:[特征值] [特征2]:[特征值] ...2）对数据进⾏简单的缩放操作（scale）；（为什么要scale，这⾥不解释了）3）考虑选⽤核函数（通常选取径函数，程序默认）；4）采⽤交叉验证（⼀般采⽤5折交叉验证），选择最佳参数C与g ；5）⽤得到的最佳参数C与g 对整个训练集进⾏训练得到SVM模型；6）⽤得到的SVM模型进⾏测试Libsvm 是⼀个简单的，易⽤的，⾼效的SVM分类和回归软件。
它解决了 C-SVM 分类，nu-SVM 分类，one-class-SVM，epsilon-SVM 回归，nu-SVM 回归（的问题）。
它也提供了⼀个⾃动的 C-SVM 分类的模型选择⼯具。
本⽂档解释了Libsvm 的⽤法。
Libsvm 的获取：.tw/~cjlin/libsvm请在使⽤ Libsvm 之前阅读 COPYRIGHT ⽂档。
⽬录：=======================- 快速开始- 安装与数据格式- 使⽤ ‘svm-train’- 使⽤ ‘svm-predict’- 使⽤ ‘svm-scale’- 实际应⽤的⼩贴⼠- 例⼦- ⾃定义核函数- 库的使⽤- Java 版本- 编译 Windows ⼆进制⽂件- 附加⼯具：Sub-sampling, Parameter Selection, Format checking, 等- MATLAB/OCTAVE 接⼝- Python 接⼝- 补充快速开始=======================如果你刚接触 SVM 并且数据不⼤，安装完毕之后请⽤ ‘tools' ⽂件夹下的 easy.py。
它⾃动做好所有的事情——从数据缩放到参数选择。
SVM——详细讲解SMO算法优化两个变量以及变量的选择
SVM——详细讲解SMO算法优化两个变量以及变量的选择支持向量机（SVM）是一种二分类模型，它在分类超平面的构建过程中，通过优化二次规划问题求解得到最优的超平面。
而序列最小最优化（Sequential Minimal Optimization，SMO）算法则是一种用于求解SVM 二次规划问题的简化算法。
在SVM中，分类超平面可以表示为w*x+b=0，其中w为法向量，b为截距，x为输入样本。
SVM的目标是找到具有最大边界的超平面，使得训练样本与超平面的距离最大化。
优化SVM的问题可以转化为求解以下二次规划问题：\begin{align*}\min\limits_{\alpha} & \quad \frac{1}{2}\sum_{i=1}^{N}{\sum_{j=1}^{N}{\alpha_i \alpha_j y_i y_j K(x_i, x_j)}} - \sum_{i=1}^{N}{\alpha_i}\\s.t. & \quad \sum_{i=1}^{N}{\alpha_i y_i} = 0 \\& \quad 0 \leq \alpha_i \leq C, \quad i = 1, 2, ..., N\end{align*}\]其中，N是训练样本数量，C是惩罚参数，K(x_i,x_j)是核函数。
SMO算法通过迭代优化变量alpha_i和alpha_j，来逐渐优化整个二次规划问题。
SMO算法的核心步骤有两个：选择变量和优化变量。
1.变量的选择：在每次迭代中，SMO算法通过两个嵌套循环选择优化变量alpha_i和alpha_j。
首先，外层循环选择第一个变量alpha_i，通过遍历所有训练样本点，选择违反KKT条件的样本点。
KKT条件是SVM最优解必须满足的条件，对于正样本来说，条件是alpha_i=0，对于负样本来说，条件是alpha_i=C。
如果选择到了违反KKT条件的alpha_i，就进入内层循环。
LIBSVM使用方法
LIBSVM1 LIBSVM简介LIBSVM是台湾大学林智仁(Lin Chih-Jen)副教授等开发设计的一个简单、易于使用和快速有效的SVM模式识别与回归的软件包，他不但提供了编译好的可在Windows 系列系统的执行文件，还提供了源代码，方便改进、修改以及在其它操作系统上应用；该软件还有一个特点，就是对SVM所涉及的参数调节相对比较少，提供了很多的默认参数，利用这些默认参数就可以解决很多问题；并且提供了交互检验(Cross -SVM回归等问题，包括基于一对一算法的多类模式识别问题。
SVM用于模式识别或回归时，SVM方法及其参数、核函数及其参数的选择，目前国际上还没有形成一个统一的模式，也就是说最优SVM算法参数选择还只能是凭借经验、实验对比、大范围的搜寻或者利用软件包提供的交互检验功能进行寻优。
ν-SVM回归和ε-SVM分类、νValidation)的功能。
该软件包可以在.tw/~cjlin/免费获得。
该软件可以解决C-SVM分类、-SVM回归等问题，包括基于一对一算法的多类模式识别问题。
SVM用于模式识别或回归时，SVM方法及其参数、核函数及其参数的选择，目前国际上还没有形成一个统一的模式，也就是说最优SVM算法参数选择还只能是凭借经验、实验对比、大范围的搜寻或者利用软件包提供的交互检验功能进行寻优。
2 LIBSVM使用方法LibSVM是以源代码和可执行文件两种方式给出的。
如果是Windows系列操作系统，可以直接使用软件包提供的程序，也可以进行修改编译；如果是Unix类系统，必须自己编译，软件包中提供了编译格式文件，我们在SGI工作站(操作系统IRIX6.5)上，使用免费编译器GNU C++3.3编译通过。
2.1 LIBSVM 使用的一般步骤：1) 按照LIBSVM软件包所要求的格式准备数据集；2) 对数据进行简单的缩放操作；3) 考虑选用RBF 核函数；4) 采用交叉验证选择最佳参数C与g；5) 采用最佳参数C与g 对整个训练集进行训练获取支持向量机模型；6) 利用获取的模型进行测试与预测。
支持向量机算法原理
支持向量机算法原理支持向量机算法（SupportVectorMachine,称SVM）是一种有效的机器学习算法，它可以解决分类和回归问题。
SVM是一种二类分类模型，它可以将新实例分配到两类中，正负类，或多类分类问题中的其他类别。
在数据分析中，SVM算法不仅可以解决分类问题，而且还可以解决回归问题。
SVM算法的基本原理是通过搜索最大化类间距，保证训练数据之间最大可分离性，进而找到最优超平面，完成分类任务。
SVM算法可以用来定义和解决各种回归和分类问题。
它的核心思想是通过计算支持向量和超平面来将训练数据划分成多个类别。
支持向量机算法可以通过以下步骤完成：1.首先，根据训练集的特征向量数据，SVM算法建立一个最优超平面的模型，该模型可以将训练数据分割成正类和负类；2.其次，确定最优超平面的距离函数及其支持向量；3.最后，根据支持向量来求解实例的分类结果，实现分类支持向量机算法的核心思想是找到使得类间距最大的超平面，从而使用最大空隙分割实例类。
为此，SVM会找到一个最优超平面，用于从训练数据中区分不同类别的实例，空隙就是超平面距离分类边界最远的两个样本点之间的距离，它反映了两个类别之间的分离程度，距离越大，分类器的泛化能力就越强。
SVM是一种有效的机器学习算法，它可以根据训练样本的特征来分析出相关的超平面，并将输入数据自动分类到相应的类别中，从而实现了分类任务。
SVM算法最大的优势之一是可以处理非线性可分问题，即数据不是简单的线性可分，而是非线性边界，而且也支持多分类。
它在特征空间中有一个可解释的模型，可以帮助理解分类的过程，它的运算速度快，且不需要太多的参数调整，一般地，一次训练就可以获得优良的模型，它也具有稳定性好，容忍噪声,可处理大量维度的特征，并且具有良好的性能。
另外，SVM存在一些不足之处，首先，SVM模型没有显式地输出类间概率，从而无法衡量样本属于某类别的概率。
其次，SVM是基于凸且仅支持二类分类，而不能解决多类分类问题。
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SVM 方法步骤
彭海娟 2010-1-29
看了一些文档和程序，大体总结出SVM 的步骤，了解了计算过程，再看相关文档就比较容易懂了。
1. 准备工作
1) 确立分类器个数
一般都事先确定分类器的个数，当然，如有必要，可在训练过程中增加分类器的个数。
分类器指的是将样本中分几个类型，比如我们从样本中需要识别出：车辆、行人、非车并非人，则分类器的个数是3。
分类器的个数用k
2) 图像库建立
SVM 方法需要建立一个比较大的样本集，也就是图像库，这个样本集不仅仅包括正样本，还需要有一定数量的负样本。
通常样本越多越好，但不是绝对的。
设样本数为S
3) ROI 提取
对所有样本中的可能包含目标的区域（比如车辆区域）手动或自动提取出来，此时包括正样本中的目标区域，也包括负样本中类似车辆特征的区域或者说干扰区域。
4) ROI 预处理
包括背景去除，图像滤波，或者是边缘增强，二值化等预处理。
预处理的方法视特征的选取而定。
5) 特征向量确定
描述一个目标，打算用什么特征，用几个特征，给出每个特征的标示方法以及总的特征数，也就是常说的特征向量的维数。
对于车辆识别，可用的特征如：车辆区域的灰度均值、灰度方差、对称性、信息熵、傅里叶描述子等等。
设特征向量的维数是L 。
6) 特征提取
确定采取的特征向量之后，对样本集中所有经过预处理之后的ROI 区域进行特征提取，也就是说计算每个ROI 区域的所有特征值，并将其保存。
7) 特征向量的归一化
常用的归一化方法是：先对相同的特征（每个特征向量分别归一化）进行排序，然后根据特征的最大值和最小值重新计算特征值。
8) 核的选定
SVM 的构造主要依赖于核函数的选择，由于不适当的核函数可能会导致很差的分类结果，并且目前尚没有有效的学习使用何种核函数比较好，只能通过实验结果确定采用哪种核函数比较好。
训练的目标不同，核函数也会不同。
核函数其实就是采用什么样的模型描述样本中目标特征向量之间的关系。
如常用的核函数：Gauss 函数
2
1),(21x x x p e x x k --=
对样本的训练就是计算p 矩阵，然后得出描述目标的模板和代表元。
2. 训练
训练就是根据选定的核函数对样本集的所有特征向量进行计算，构造一个使样本可分的
特征空间。
其训练步骤如下：
1) 用分类器将所有样本集的特征分类
2) 根据选定的核函数分别计算每个分类器中每个特征向量的有关值
3) 根据这些特征相关值计算协方差矩阵空间
4) 对这个协方差矩阵空间进行Householder 变换，也就是说将一个向量变换为由一个
超平面反射的镜像，是一种线性变换。
超平面的法向量被称作Householder 向量。
因为SVM 就是在特征空间中构造最优超平面。
具体变换方法可参照相关文章。
里面涉及大量的矩阵运算。
5) 计算特征系数
得到协方差矩阵以及其对应的超平面矩阵，根据这两个矩阵分别计算每个特征的特征系数，并将特征系数对协方差矩阵进行缩放。
6) 获得模型参数paramInvSigma ，paramLogSigma
对缩放后的协方差矩阵paramSigma 求逆后，计算模型参数。
其计算方法参照程序： for (i=0; i<numClass; i++)
{
for (j=0; j<size; j++)
{
sigma.pdata[j] = this->paramSigma[i*size+j];
}
sigma.inv(invSigma);
for (j=0; j<size; j++)
{
this->paramInvSigma[i*size+j] = invSigma.pdata[j];
}
this-> paramLogSigma[i] = log(sigma.det())-2*log(((DOUBLE)classSample[i])/((DOUBLE)totalSample));
}
3. 比较测试
比较测试是SVM 方法的最后一步，也就是说通过训练得到训练模型参数之后，就可根据模型参数对一个ROI 区域进行计算，判断其归类。
比较测试首先是对测试图像进行预处理，然后提取特征，将这些特征参数与训练结果的模型参数进行比对，比对方法可参照文献中介绍的：
b z w w x T +=),(σ
得到对应的类别标志： ⎩⎨⎧->+=other w x w x 10
),(1
),(σθ
4. 总结
SVM 方法最主要的工作是样本训练，获得训练模型参数。
由于时间关系，暂时只对SVM 有这些了解，只能算对SVM 有一个初步的认识。
并且上述总结都是在阅读文献之后的认识，难免有不少错误和不足，所以本文只能作为一个小参考。
在对SVM 有个初步的认识之后，需要仔细阅读其原理，分析其中的矩阵运算
及思想。
SVM中涉及大量的矩阵运算和推导，需要弄清楚，这样才能明白模型参数的含义，以便于判断当前选定的核函数是否合适。