svm使用详解

1.文件中数据格式

label index1:value1 index2:value2 ...

Label在分类中表示类别标识，在预测中表示对应的目标值

Index表示特征的序号，一般从1开始，依次增大

Value表示每个特征的值

例如：

3 1:0.122000 2:0.792000

3 1:0.144000 2:0.750000

3 1:0.194000 2:0.658000

3 1:0.244000 2:0.540000

3 1:0.328000 2:0.404000

3 1:0.402000 2:0.356000

3 1:0.490000 2:0.384000

3 1:0.548000 2:0.436000

数据文件准备好后，可以用一个python程序检查格式是否正确，这个程序在下载的libsvm文件夹的子文件夹tools下，叫checkdata.py,用法：在windows命令行中先移动到checkdata.py所在文件夹下，输入：checkdata.py 你要检查的文件完整路径（包含文件名）

回车后会提示是否正确。

2.对数据进行归一化。

该过程要用到libsvm软件包中的svm-scale.exe

Svm-scale用法：

用法：svmscale [-l lower] [-u upper] [-y y_lower y_upper] [-s save_filename] [-r restore_filename] filename （缺省值： lower = -1，upper = 1，没有对y进行缩放）

其中， -l：数据下限标记；lower：缩放后数据下限；

-u：数据上限标记；upper：缩放后数据上限；

-y：是否对目标值同时进行缩放；y_lower为下限值，y_upper 为上限值；（回归需要对目标进行缩放，因此该参数可以设定为–y -1 1 ）

-s save_filename：表示将缩放的规则保存为文件save_filename；

-r restore_filename：表示将缩放规则文件restore_filename载入后按此缩放；

filename：待缩放的数据文件（要求满足前面所述的格式）。

数据集的缩放结果在此情况下通过DOS窗口输出，当然也可以通过DOS的文件重定向符号“>”将结果另存为指定的文件。该文件中的参数可用于最后面对目标值的反归一化。反归一化的公式为：

（Value-y_lower）*（max-min）/(y_upper - y_lower)+min

其中value为归一化后的值，max，min分别是归一化之前所有目标值的最大值和最小值，其他参数与前面介绍的相同。

注意：将训练数据集与测试数据集放在同一个文本文件中一起归一化，然后再将归一化结果分成训练集和测试集。

3.训练数据，生成模型。

用法： svmtrain [options] training_set_file [model_file] 其中， options（操作参数）：可用的选项即表示的涵义如下所示

-s svm类型：设置SVM 类型，默认值为0，可选类型有（对于回归只能选3或4）：

0 -- C- SVC 1 -- n - SVC 2 -- one-class-SVM 3 -- e - SVR 4 -- n - SVR

-t 核函数类型：设置核函数类型，默认值为2，可选类型有：

0 -- 线性核：u'*v

1 -- 多项式核： (g*u'*v+ coef 0)deg ree

2 -- RBF 核：e( u v 2) g -

3 -- sigmoid 核：tanh(g*u'*v+ coef 0)

-d degree：核函数中的degree设置，默认值为3；

-g g ：设置核函数中的g ，默认值为1/ k ；

-r coef 0：设置核函数中的coef 0，默认值为0；

-c cost：设置C- SVC、e - SVR、n - SVR中从惩罚系数C，默认值为1；

-n n ：设置n - SVC、one-class-SVM 与n - SVR 中参数n ，默认值0.5；

-p e ：设置n - SVR的损失函数中的e ，默认值为0.1； -m cachesize：设置cache内存大小，以MB为单位，默认值为40；

-e e ：设置终止准则中的可容忍偏差，默认值为0.001； -h shrinking：是否使用启发式，可选值为0 或1，默认值为1；

-b 概率估计：是否计算SVC或SVR的概率估计，可选值0 或1，默认0；

-wi weight：对各类样本的惩罚系数C加权，默认值为1； -v n：n折交叉验证模式。

其中-g选项中的k是指输入数据中的属性数。操作参数 -v 随机地将数据剖分为n 部分并计算交叉检验准确度和均方根误差。以上这些参数设置可以按照SVM 的类型和核函数所支持的参数进行任意组合，如果设置的参数不在函数或SVM 类型中没有也不会产生影响，程序不会接受该参数；如果应有的参数设置不正确，参数将采用默认值。training_set_file是要进行训练的数据集；model_file是

训练结束后产生的模型文件，该参数如果不设置将采用默认的文件名，也可以设置成自己惯用的文件名。

另，实验中所需调整的重要参数是-c 和–g，-c和-g的调整除了自己根据经验试之外，还可以使用grid.py对这两个参数进行优化。

注意：经过实测，在用于分类时，grid.py能得到较好参数值，但用于回归时得到的参数值效果很差。

该优化过程需要用到Python（2.5），Gnuplot（4.2），grid.py （该文件需要修改路径）。

然后在命令行下面运行：

grid.py -log2c -10,10,1 -log2g -10,10,1 -log2p -10,10,1 -s 3 -t 2 -v 5 -s v m t r a i n E:\l i b s v m-2.86\w i n d o w s\s v m-t r a i n.e x e-g n u p l o t E:\gnuplot\bin\pgnuplot.exe E:\libsvm\libsvm-2.86\windows\train.txt

以上三个路径根据实际安装情况进行修改。 -log2c是给出参数c的范围和步长

-log2g是给出参数g的范围和步长

-log2p是给出参数p的范围和步长上面三个参数可以用默认范围和步长

-s选择SVM类型，也是只能选3或者4

-t是选择核函数

-v 5 将训练数据分成5份做交叉验证。默认为5

搜索结束后可以在最后一行看到最优参数。

其中，最后一行的第一个参数即为-c，第二个为-g，第三个为-p，前三个参数可以直接用于模型的训练。

然后，根据搜索得到的参数，重新训练，得到模型。

命令行会出现以下内容：

optimization finished, #iter = 162

nu = 0.431029

obj = -100.877288, rho = 0.424462

nSV = 132, nBSV = 107

Total nSV = 132

其中，#iter为迭代次数，nu 是你选择的核函数类型的参数，obj为SVM文件转换为的二次规划求解得到的最小值，rho为判决函数的偏置项b，nSV 为标准支持向量个数(0

模型文件内容前几行大致如下：

svm_type epsilon_svr//svm类型

kernel_type rbf//核函数类型

gamma 100//训练时参数g的值

nr_class 2 //类别数，此处为两分类问题

total_sv 12//支持向量个数

rho -0.35336//判决函数的偏置项b

SV //以下为各个类的权系数及相应的支持向量

文件中下面是支持向量数据

4.测试

用法：svmpredict [options] test_file model_file output_file options（操作参数）： -b probability_estimates：是否需要进行概率估计预测，可选值为0 或者1，默认值为0。model_file 是由svmtrain 产生的模型文件；

test_file 是要进行预测的数据文件；

output_file 是svmpredict 的输出文件，表示预测的结果值。输出结果包括均方误差（Mean squared error）和相关系数（Squared correlation coefficient）。

5.实例

<1> 下载Libsvm、Python和Gnuplot。我用的版本分别是：Libsvm （2.8.1），Python（2.4），Gnuplot（3.7.3）。

<2> 修改训练和测试数据的格式：

目标值第一维特征编号：第一维特征值第二维特征编号：第二维特征值…

…

例如：

2.3 1:5.6 2:

3.2

表示训练用的特征有两维，第一维是5.6，第二维是3.2，目标值是2.3

注意：训练和测试数据的格式必须相同，都如上所示。测试数据中的目标值是为了计算误差用

检查格式正确性：用checkdata.py，上面已经介绍过

<3>开始处理数据

分别使用Libsvm中的Windows版本的工具svmscale.exe进行训练和测试数据的归一化，svmtrain.exe进行模型训练，svmpredict.exe 进行预测

(1)Svm-scale.exe用法：

Svm-scale.exe -y 0 1 -l 0 -u 1 feature.txt feature.scaled

讲目标值和特征值都归一到[-1,1],默认的归一化范围是[－1，1]，

可以用参数-y ,-l和-u分别调整上界和下届,feature.txt是输入特征文件名

输出的归一化文件名为feature.scaled

然后将feature.scaled中的某些数据剪切到另一文件feature_test.scaled中，用于最后测试。

（2）svm-train.exe训练模型

Svm-train.exe -s 3 -p 0.0001 -t 2 -g 32 -c 0.53125 feature.scaled

训练得到的模型为feature.scaled.model

具体的参数含义可以参考帮助文档。这里-s是选择SVM的类型。对于回归来说，只能选3或者 4，3表示epsilon-support vector regression, 4表示nu-support vector regression。-t是选择核函数，通常选用RBF核函数。-p尽量选个比较小的数字。需要仔细调整的重要参数是-c和-g。除非用 grid.py来搜索最优参数，否则只能自己慢慢试了。

(3)用svm-predict.exe进行预测

Svm-predict.exe feature_test.scaled feature.scaled.model feature_test.predicted

其中feature_test.scaled是归一化后的测试特征文件名，

feature.scaled.model是训练好的模型，SVM预测的值在feature_test.predicted中

6.svm-toy.exe的使用

在libsvm-3.19\windows下有个名为svm-toy.exe的，他是用来展示你的数据样式和查看预测分类结果的。

可以在上面任意点击，他会根据点击的位置生成点，”change”可以改变点的颜色，“save”用来保存这些数据到一个文件，也可以用“load”装载经过归一化后的数据文件，在按钮后面输入想设置的参数后，点击”run”就会出现分类或预测结果。利用它，可以直观地看到改变某些参数导致的变化和结果，从而便于找到合适参数。

例如：对于下列数据

0.239 1:0.000

0.351 1:0.033

0.342 1:0.067 0.338 1:0.100 0.350 1:0.133 0.375 1:0.167 0.032 1:0.200 0.192 1:0.233 0.059 1:0.267 0.242 1:0.300 0.113 1:0.333 0.437 1:0.367 0.650 1:0.400 0.796 1:0.433 0.939 1:0.467 0.892 1:0.500 0.874 1:0.533 0.768 1:0.567 0.672 1:0.600 0.411 1:0.633 0.396 1:0.667 0.184 1:0.700 0.000 1:0.733 0.118 1:0.767 0.165 1:0.800 0.293 1:0.833 0.331 1:0.867 0.356 1:0.900 0.317 1:0.933 0.329 1:0.967 0.183 1:1.000

(完整word版)支持向量机(SVM)原理及应用概述分析

支持向量机（SVM ）原理及应用 一、SVM 的产生与发展 自1995年Vapnik (瓦普尼克)在统计学习理论的基础上提出SVM 作为模式识别的新方法之后，SVM 一直倍受关注。同年，Vapnik 和Cortes 提出软间隔(soft margin)SVM ，通过引进松弛变量i ξ度量数据i x 的误分类(分类出现错误时i ξ大于0)，同时在目标函数中增加一个分量用来惩罚非零松弛变量(即代价函数)，SVM 的寻优过程即是大的分隔间距和小的误差补偿之间的平衡过程；1996年，Vapnik 等人又提出支持向量回归 (Support Vector Regression ，SVR)的方法用于解决拟合问题。SVR 同SVM 的出发点都是寻找最优超平面(注：一维空间为点；二维空间为线；三维空间为面；高维空间为超平面。)，但SVR 的目的不是找到两种数据的分割平面，而是找到能准确预测数据分布的平面，两者最终都转换为最优化问题的求解；1998年，Weston 等人根据SVM 原理提出了用于解决多类分类的SVM 方法(Multi-Class Support Vector Machines ，Multi-SVM)，通过将多类分类转化成二类分类，将SVM 应用于多分类问题的判断：此外，在SVM 算法的基本框架下，研究者针对不同的方面提出了很多相关的改进算法。例如，Suykens 提出的最小二乘支持向量机 (Least Square Support Vector Machine ，LS —SVM)算法，Joachims 等人提出的SVM-1ight ，张学工提出的中心支持向量机 (Central Support Vector Machine ，CSVM)，Scholkoph 和Smola 基于二次规划提出的v-SVM 等。此后，台湾大学林智仁(Lin Chih-Jen)教授等对SVM 的典型应用进行总结，并设计开发出较为完善的SVM 工具包，也就是LIBSVM(A Library for Support Vector Machines)。LIBSVM 是一个通用的SVM 软件包，可以解决分类、回归以及分布估计等问题。 二、支持向量机原理 SVM 方法是20世纪90年代初Vapnik 等人根据统计学习理论提出的一种新的机器学习方法，它以结构风险最小化原则为理论基础，通过适当地选择函数子集及该子集中的判别函数，使学习机器的实际风险达到最小，保证了通过有限训练样本得到的小误差分类器，对独立测试集的测试误差仍然较小。 支持向量机的基本思想：首先，在线性可分情况下，在原空间寻找两类样本的最优分类超平面。在线性不可分的情况下，加入了松弛变量进行分析，通过使用非线性映射将低维输

svm使用详解

1.文件中数据格式 label index1:value1 index2:value2 ... Label在分类中表示类别标识，在预测中表示对应的目标值 Index表示特征的序号，一般从1开始，依次增大 Value表示每个特征的值 例如： 3 1:0.122000 2:0.792000 3 1:0.144000 2:0.750000 3 1:0.194000 2:0.658000 3 1:0.244000 2:0.540000 3 1:0.328000 2:0.404000 3 1:0.402000 2:0.356000 3 1:0.490000 2:0.384000 3 1:0.548000 2:0.436000 数据文件准备好后，可以用一个python程序检查格式是否正确，这个程序在下载的libsvm文件夹的子文件夹tools下，叫checkdata.py,用法：在windows命令行中先移动到checkdata.py所在文件夹下，输入：checkdata.py 你要检查的文件完整路径（包含文件名） 回车后会提示是否正确。

2.对数据进行归一化。 该过程要用到libsvm软件包中的svm-scale.exe Svm-scale用法： 用法：svmscale [-l lower] [-u upper] [-y y_lower y_upper] [-s save_filename] [-r restore_filename] filename （缺省值： lower = -1，upper = 1，没有对y进行缩放） 其中， -l：数据下限标记；lower：缩放后数据下限； -u：数据上限标记；upper：缩放后数据上限； -y：是否对目标值同时进行缩放；y_lower为下限值，y_upper 为上限值；（回归需要对目标进行缩放，因此该参数可以设定为–y -1 1 ） -s save_filename：表示将缩放的规则保存为文件save_filename； -r restore_filename：表示将缩放规则文件restore_filename载入后按此缩放； filename：待缩放的数据文件（要求满足前面所述的格式）。 数据集的缩放结果在此情况下通过DOS窗口输出，当然也可以通过DOS的文件重定向符号“>”将结果另存为指定的文件。该文件中的参数可用于最后面对目标值的反归一化。反归一化的公式为：

svm核函数matlab

clear all; clc; N=35; %样本个数 NN1=4; %预测样本数 %********************随机选择初始训练样本及确定预测样本******************************* x=[]; y=[]; index=randperm(N); %随机排序N个序列 index=sort(index); gama=23.411; %正则化参数 deita=0.0698; %核参数值 %thita=; %核参数值 %*********构造感知机核函数************************************* %for i=1:N % x1=x(:,index(i)); % for j=1:N % x2=x(:,index(j)); % K(i,j)=tanh(deita*(x1'*x2)+thita); % end %end %*********构造径向基核函数************************************** for i=1:N x1=x(:,index(i)); for j=1:N x2=x(:,index(j)); x12=x1-x2; K(i,j)=exp(-(x12'*x12)/2/(deita*deita)); End End %*********构造多项式核函数**************************************** %for i=1:N % x1=x(:,index(i)); % for j=1:N % x2=x(:,index(j)); % K(i,j)=(1+x1'*x2)^(deita); % end %end %*********构造核矩阵************************************ for i=1:N-NN1 for j=1:N-NN1 omeiga1(i,j)=K(i,j); end end

sklearn SVM算法库小结

scikit-learn 支持向量机算法库使用小结 之前通过一个系列对支持向量机(以下简称SVM)算法的原理做了一个总结，本文从实践 的角度对scikit-learn SVM算法库的使用做一个小结。scikit-learn SVM算法库封装了libsvm 和liblinear 的实现，仅仅重写了算法了接口部分。 1. scikit-learn SVM算法库使用概述 scikit-learn中SVM的算法库分为两类，一类是分类的算法库，包括SVC， NuSVC，和LinearSVC 3个类。另一类是回归算法库，包括SVR， NuSVR，和LinearSVR 3个类。相关的类都包 裹在sklearn.svm模块之中。 对于SVC， NuSVC，和LinearSVC 3个分类的类，SVC和 NuSVC差不多，区别仅仅在于对 损失的度量方式不同，而LinearSVC从名字就可以看出，他是线性分类，也就是不支持各种低维 到高维的核函数，仅仅支持线性核函数，对线性不可分的数据不能使用。 同样的，对于SVR， NuSVR，和LinearSVR 3个回归的类， SVR和NuSVR差不多，区别也仅仅在于对损失的度量方式不同。LinearSVR是线性回归，只能使用线性核函数。 我们使用这些类的时候，如果有经验知道数据是线性可以拟合的，那么使用LinearSVC 去分类或者LinearSVR去回归，它们不需要我们去慢慢的调参去选择各种核函数以及对应参数， 速度也快。如果我们对数据分布没有什么经验，一般使用SVC去分类或者SVR去回归，这就需要 我们选择核函数以及对核函数调参了。 什么特殊场景需要使用NuSVC分类和 NuSVR 回归呢？如果我们对训练集训练的错误率或者说支持向量的百分比有要求的时候，可以选择NuSVC分类和 NuSVR 。它们有一个参数来控制这个百分比。 这些类的详细使用方法我们在下面再详细讲述。 2. 回顾SVM分类算法和回归算法 我们先简要回顾下SVM分类算法和回归算法，因为这里面有些参数对应于算法库的参数，如果不先复习下，下面对参数的讲述可能会有些难以理解。 对于SVM分类算法，其原始形式是： min12||w||22+C∑i=1mξi min12||w||22+C∑i=1mξi

支持向量机(SVM)算法推导及其分类的算法实现

支持向量机算法推导及其分类的算法实现 摘要：本文从线性分类问题开始逐步的叙述支持向量机思想的形成，并提供相应的推导过程。简述核函数的概念，以及kernel在SVM算法中的核心地位。介绍松弛变量引入的SVM算法原因，提出软间隔线性分类法。概括SVM分别在一对一和一对多分类问题中应用。基于SVM在一对多问题中的不足，提出SVM 的改进版本DAG SVM。 Abstract：This article begins with a linear classification problem, Gradually discuss formation of SVM, and their derivation. Description the concept of kernel function, and the core position in SVM algorithm. Describes the reasons for the introduction of slack variables, and propose soft-margin linear classification. Summary the application of SVM in one-to-one and one-to-many linear classification. Based on SVM shortage in one-to-many problems, an improved version which called DAG SVM was put forward. 关键字：SVM、线性分类、核函数、松弛变量、DAG SVM 1. SVM的简介 支持向量机(Support Vector Machine)是Cortes和Vapnik于1995年首先提出的，它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势，并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中。支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC 维理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性（即对特定训练样本的学习精度，Accuracy）和学习能力（即无错误地识别任意样本的能力）之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力。 对于SVM的基本特点，小样本，并不是样本的绝对数量少，而是与问题的复杂度比起来，SVM算法要求的样本数是相对比较少的。非线性，是指SVM擅长处理样本数据线性不可分的情况，主要通过松弛变量和核函数实现，是SVM 的精髓。高维模式识别是指样本维数很高，通过SVM建立的分类器却很简洁，只包含落在边界上的支持向量。

SVM方法步骤

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

svm为什么需要核函数

svm为什么需要核函数 本来自己想写这个内容，但是看到了一篇网上的文章，觉得写得很好，这样我就不自己写了，直接转载人家的。我在两处加粗红了，我觉得这两处理解了，就理解了svm中kernel的作用。 1.原来在二维空间中一个线性不可分的问题，映射到四维空间后，变成了线性可分的！因此这也形成了我们最初想解决线性不可分问题的基本思路——向高维空间转化，使其变得线性可分。 2.转化最关键的部分就在于找到x到y的映射方法。遗憾的是，如何找到这个映射，没有系统性的方法（也就是说，纯靠猜和凑）。 3.我们其实只关心那个高维空间里内积的值，那个值算出来了，分类结果就算出来了。 4.核函数的基本作用就是接受两个低维空间里的向量，能够计算出经过某个变换后在高维空间里的向量内积值。 列一下常用核函数: 线性核函数： 多项式核函数： 高斯核函数： 核函数： 下面便是转载的部分: 转载地址:https://www.sodocs.net/doc/033303812.html,/zhenandaci/archive/2009/03/06/258288.html 生存？还是毁灭？——哈姆雷特 可分？还是不可分？——支持向量机 之前一直在讨论的线性分类器,器如其名（汗，这是什么说法啊），只能对线性可分的样本做处理。如果提供的样本线性不可分，结果很简单，线性分类器的求解程序会无限循环，永远也解不出来。这必然使得它的适用范围大大缩小，而它的很多优点我们实在不原意放弃，怎么办呢？是否有某种方法，让线性不可分的数据变得线性可分呢？ 有！其思想说来也简单，来用一个二维平面中的分类问题作例子，你一看就会明白。事先声明，下面这个例子是网络早就有的，我一时找不到原作者的正确信息，在此借用，并加进了我自己的解说而已。 例子是下面这张图： 我们把横轴上端点a和b之间红色部分里的所有点定为正类，两边的黑色部分里的点定为负类。试问能找到一个线性函数把两类正确分开么？不能，因为二维空间里的线性函数就是指直线，显然找不到符合条件的直线。

SVM通俗讲解

SVM(Support Vector Machine) 支持向量机相关理论介绍 基于数据的机器学习是现代智能技术中的重要方面，研究从观测数据（样本）出发寻找规律，利用这些规律对未来数据或无法观测的数据进行预测。迄今为止，关于机器学习还没有一种被共同接受的理论框架，关于其实现方法大致可以分为三种[3]： 第一种是经典的（参数）统计估计方法。包括模式识别、神经网络等在内，现有机器学习方法共同的重要理论基础之一是统计学。参数方法正是基于传统统计学的，在这种方法中，参数的相关形式是已知的，训练样本用来估计参数的值。这种方法有很大的局限性。 首先，它需要已知样本分布形式，这需要花费很大代价，还有，传统统计学研究的是样本数目趋于无穷大时的渐近理论，现有学习方法也多是基于此假设。但在实际问题中，样本数往往是有限的，因此一些理论上很优秀的学习方法实际中表现却可能不尽人意。 第二种方法是经验非线性方法，如人工神经网络（ANN）。这种方法利用已知样本建立非线性模型，克服了传统参数估计方法的困难。但是，这种方法缺乏一种统一的数学理论。与传统统计学相比，统计学习理论（Statistical Learning Theory或SLT）是一种专门研究小样本情况下机器学习规律的理论。该理论针对小样本统计问题建立了一套新的理论体系，在这种体系下的统计推理规则不仅考虑了对渐近性能的要求，而且追求在现有有限信息的条件下得到最优结果。V. Vapnik等人从六、七十年代开始致力于此方面研究，到九十年代中期，随着其理论的不断发展和成熟，也由于神经网络等学习方法在理论上缺乏实质性进展，统计学习理论开始受到越来越广泛的重视。 统计学习理论的一个核心概念就是VC维(VC Dimension)概念，它是描述函数集或学习机器的复杂性或者说是学习能力(Capacity of the machine)的一个重要指标，在此概念基础上发展出了一系列关于统计学习的一致性(Consistency)、收敛速度、推广性能(Generalization Performance)等的重要结论。 统计学习理论是建立在一套较坚实的理论基础之上的，为解决有限样本学习问题提供了一个统一的框架。它能将很多现有方法纳入其中，有望帮助解决许多原来难以解决的问题（比如神经网络结构选择问题、局部极小点问题等）； 同时，这一理论基础上发展了一种新的通用学习方法──支持向量机（Support Vector Machine或SVM），已初步表现出很多优于已有方法的性能。一些学者认为，SLT和SVM正在成为继神经网络研究之后新的研究热点，并将推动机器学习理论和技术有重大的发展。 支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性(即对特定训练样本的学习精度，Accuracy)和学习能力(即无错误地识别任意样本的能力)之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力(Generalizatin Ability)。支持向量机方法的几个主要优点

支持向量机的介绍讲解

支持向量机(SVM)介绍 目标 本文档尝试解答如下问题: ?如何使用OpenCV函数CvSVM::train训练一个SVM分类器，以及用CvSVM::predict测试训练结果。 支持向量机(SVM) 是一个类分类器，正式的定义是一个能够将不同类样本在样本空间分隔的超平面。换句话说，给定一些标记(label)好的训练样本(监督式学习), SVM算法输出一个最优化的分隔超平面。 如何来界定一个超平面是不是最优的呢? 考虑如下问题： 假设给定一些分属于两类的2维点，这些点可以通过直线分割，我们要找到一条最优的分割线. Note 在这个示例中，我们考虑卡迪尔平面内的点与线，而不是高维的向量与超平面。 这一简化是为了让我们以更加直觉的方式建立起对SVM概念的理解，但是其基本的原理同样适用于更高维的样本分类情形。

在上面的图中，你可以直觉的观察到有多种可能的直线可以将样本分开。那是不是某条直线比其他的更加合适呢? 我们可以凭直觉来定义一条评价直线好坏的标准: 距离样本太近的直线不是最优的，因为这样的直线对噪声敏感度高，泛化性较差。因此我们的目标是找到一条直线，离所有点的距离最远。 由此，SVM算法的实质是找出一个能够将某个值最大化的超平面，这个值就是超平面离所有训练样本的最小距离。这个最小距离用SVM术语来说叫做间隔(margin)。概括一下，最优分割超平面最大化训练数据的间隔。 下面的公式定义了超平面的表达式: 叫做权重向量，叫做偏置(bias)。 See also 关于超平面的更加详细的说明可以参考T. Hastie, R. Tibshirani 和J. H. Friedman的书籍Elements of Statistical Learning，section 4.5 (Seperating Hyperplanes)。

支持向量机SVM分类算法

支持向量机SVM分类算法 SVM的简介 支持向量机(Support Vector Machine)是Cortes和Vapnik于1995年首先提出的，它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势，并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中[10]。 支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC 维理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性（即对特定训练样本的学习精度，Accuracy）和学习能力（即无错误地识别任意样本的能力）之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力[14]（或称泛化能力）。 以上是经常被有关SVM 的学术文献引用的介绍，我来逐一分解并解释一下。 Vapnik是统计机器学习的大牛，这想必都不用说，他出版的《Statistical Learning Theory》是一本完整阐述统计机器学习思想的名著。在该书中详细的论证了统计机器学习之所以区别于传统机器学习的本质，就在于统计机器学习能够精确的给出学习效果，能够解答需要的样本数等等一系列问题。与统计机器学习的精密思维相比，传统的机器学习基本上属于摸着石头过河，用传统的机器学习方法构造分类系统完全成了一种技巧，一个人做的结果可能很好，另一个人差不多的方法做出来却很差，缺乏指导和原则。所谓VC维是对函数类的一种度量，可以简单的理解为问题的复杂程度，VC维越高，一个问题就越复杂。正是因为SVM关注的是VC维，后面我们可以看到，SVM解决问题的时候，和样本的维数是无关的（甚至样本是上万维的都可以，这使得SVM很适合用来解决文本分类的问题，当然，有这样的能力也因为引入了核函数）。 结构风险最小听上去文绉绉，其实说的也无非是下面这回事。 机器学习本质上就是一种对问题真实模型的逼近（我们选择一个我们认为比较好的近似模型，这个近似模型就叫做一个假设），但毫无疑问，真实模型一定是不知道的（如果知道了，我们干吗还要机器学习？直接用真实模型解决问题不就可以了？对吧，哈哈）既然真实模型不知道，那么我们选择的假设与问题真实解之间究竟有多大差距，我们就没法得知。比如说我们认为宇宙诞生于150亿年前的一场大爆炸，这个假设能够描述很多我们观察到的现象，但它与真实的宇宙模型之间还相差多少？谁也说不清，因为我们压根就不知道真实的宇宙模型到底是什么。 这个与问题真实解之间的误差，就叫做风险（更严格的说，误差的累积叫做风险）。我们选择了一个假设之后（更直观点说，我们得到了一个分类器以后），真实误差无从得知，但我们可以用某些可以掌握的量来逼近它。最直观的想法就是使用分类器在样本数据上的分类的结果与真实结果（因为样本是已经标注过的数据，是准确的数据）之间的差值来表示。这个差值叫做经验风险Remp(w)。以前的机器学习方法都把经验风险最小化作为努力的目标，但后来发现很多分类函数能够在样本集上轻易达到100%的正确率，在真实分类时却一塌糊涂（即所谓的推广能力差，或泛化能力差）。此时的情况便是选择了一个足够复杂的分类函数（它的VC维很高），能够精确的记住每一个样本，但对样本之外的数据一律分类错误。回头看看经验风险最小化原则我们就会发现，此原则适用的大前提是经验风险要确实能够逼近真实风险才行（行话叫一致），但实际上能逼近么？答案是不能，因为样本数相对于现实世界要分类的文本数来说简直九牛

支持向量机算法介绍

支持向量机算法介绍 众所周知，统计模式识别、线性或非线性回归以及人工神经网络等方法是数据挖掘的有效工具，已随着计算机硬件和软件技术的发展得到了广泛的应用。 但多年来我们也受制于一个难题：传统的模式识别或人工神经网络方法都要求有较多的训练样本，而许多实际课题中已知样本较少。对于小样本集，训练结果最好的模型不一定是预报能力最好的模型。因此，如何从小样本集出发，得到预报（推广）能力较好的模型，遂成为模式识别研究领域内的一个难点，即所谓“小样本难题”。支持向量机（support vector machine ，简称SVM ）算法已得到国际数据挖掘学术界的重视，并在语音识别、文字识别、药物设计、组合化学、时间序列预测等研究领域得到成功应用。 1、线性可分情形 SVM 算法是从线性可分情况下的最优分类面（Optimal Hyperplane ）提出的。所谓最优分类面就是要求分类面不但能将两类样本点无错误地分开，而且要使两类的分类空隙最大。 设线性可分样本集为),(i i y x ，d R x n i ∈=,,,1 ，}1,1{-+∈y ，d 维空间中线性判别函数的一般形式为 ()b x w x g T +=， 分类面方程是 0=+b x w T ， 我们将判别函数进行归一化，使两类所有样本都满足()1≥x g ，此时离分类面最近的 样本的 ()1=x g ，而要求分类面对所有样本都能正确分类，就是要求它满足 n i b x w y i T i ,,2,1,01)( =≥-+。 （4）

式（4）中使等号成立的那些样本叫做支持向量（Support Vectors ）。两类样本的分类空隙（Margin ）的间隔大小： Margin =w /2(5) 因此，最优分类面问题可以表示成如下的约束优化问题，即在条件（4）的约束下，求函数 ())(2 1221w w w w T == φ(6) 的最小值。为此，可以定义如下的Lagrange 函数： ]1)([21),,(1 -+-=∑=b x w y a w w a b w L i T i n i i T (7) 其中，0≥i a 为Lagrange 系数，我们的问题是对w 和b 求Lagrange 函数的最小值。把式（7）分别对w 、b 、i a 求偏微分并令它们等于0，得： i i n i i x y a w w L ∑==?=??10 001 =?=??∑=i n i i y a b L 0]1)([0=-+?=??b x w y a a L i T i i i 以上三式加上原约束条件可以把原问题转化为如下凸二次规划的对偶问题： () ???? ? ???? ==≥∑∑∑∑====-0,,1,0.m a x 1111 21i n i i i j T i j i j n i n j i n i i y a n i a t s x x y y a a a (8) 这是一个不等式约束下二次函数机制问题，存在唯一最优解。若*i a 为最优解，则 ∑== n i i i i x y a w 1* * (9) *i a 不为零的样本即为支持向量，因此，最优分类面的权系数向量是支持向量的线性组合。

SVM算法推导及其分类的算法实现

SVM算法推导及其分类的算法实现 摘要：本文从线性分类问题开始逐步的叙述支持向量机思想的形成，并提供相应的推导过程。简述核函数的概念，以及kernel在SVM算法中的核心地位。介绍松弛变量引入的SVM算法原因，提出软间隔线性分类法。概括SVM分别在一对一和一对多分类问题中应用。基于SVM在一对多问题中的不足，提出SVM 的改进版本DAG SVM。 Abstract：This article begins with a linear classification problem, Gradually discuss formation of SVM, and their derivation. Description the concept of kernel function, and the core position in SVM algorithm. Describes the reasons for the introduction of slack variables, and propose soft-margin linear classification. Summary the application of SVM in one-to-one and one-to-many linear classification. Based on SVM shortage in one-to-many problems, an improved version which called DAG SVM was put forward. 关键字：SVM、线性分类、核函数、松弛变量、DAG SVM 1. SVM的简介 支持向量机(Support Vector Machine)是Cortes和Vapnik于1995年首先提出的，它在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势，并能够推广应用到函数拟合等其他机器学习问题中。支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC 维理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性（即对特定训练样本的学习精度，Accuracy）和学习能力（即无错误地识别任意样本的能力）之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力。 对于SVM的基本特点，小样本，并不是样本的绝对数量少，而是与问题的复杂度比起来，SVM算法要求的样本数是相对比较少的。非线性，是指SVM擅长处理样本数据线性不可分的情况，主要通过松弛变量和核函数实现，是SVM 的精髓。高维模式识别是指样本维数很高，通过SVM建立的分类器却很简洁，只包含落在边界上的支持向量。

20.ENVI4.3 支持向量机分类原理、操作及实例分析

ENVI4.3 支持向量机分类原理、操作及实例分析 一、支持向量机算法介绍 1.支持向量机算法的理论背景 支持向量机分类（Support Vector Machine或SVM）是一种建立在统计学习理论（Statistical Learning Theory或SLT）基础上的机器学习方法。 与传统统计学相比，统计学习理论（SLT）是一种专门研究小样本情况下及其学习规律的理论。该理论是建立在一套较坚实的理论基础之上的，为解决有限样本学习问题提供了一个统一的框架。它能将许多现有方法纳入其中，有望帮助解决许多原来难以解决的问题，如神经网络结构选择问题、局部极小点问题等；同时，在这一理论基础上发展了一种新的通用学习方法——支持向量机（SVM），已初步表现出很多优于已有方法的性能。一些学者认为，SLT和SVM正在成为继神经网络研究之后新的研究热点，并将推动机器学习理论和技术的重大发展。 支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC维（VC Dimension）理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性（即对特定训练样本的学习精度）和学习能力（即无错误地识别任意样本的能力）之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力。 支持向量机的几个主要优点有： （1）它是专门针对有限样本情况的，其目标是得到现有信息下的最优解而不仅仅是样本数趋于无穷大时的最优值； （2）算法最终将转化成为一个二次型寻优问题，从理论上说，得到的将是全局最优点，解决了在神经网络方法中无法避免的局部极值问题； （3）算法将实际问题通过非线性变换转换到高维的特征空间(Feature Space)，在高维空间中构造线性判别函数来实现原空间中的非线性判别函数，特殊性质能保证机器有较 好的推广能力，同时它巧妙地解决了维数问题，其算法复杂度与样本维数无关； 2.支持向量机算法简介 通过学习算法，SVM可以自动寻找那些对分类有较大区分能力的支持向量，由此构造出分类器，可以将类与类之间的间隔最大化，因而有较好的推广性和较高的分类准确率。 最优分类面（超平面）和支持向量

SVM算法实验实验报告

svm分类算法 一、数据源说明 1、数据源说远和理解： ticeval2000.txt: 这个数据集是需要预测（ 4000个客户记录）的数据集。它和 ticdata2000.txt它具有相同的格式，只是没有最后一列的目标记录。我们只希望返回预测 目标的列表集，所有数据集都用制表符进行分隔。共有4003（自己加了三条数据），根据要 求，用来做预测。 tictgts2000.txt：最终的目标评估数据。这是一个实际情况下的目标数据，将与我们预 测的结果进行校验。我们的预测结果将放在result.txt文件中。 数据集理解：本实验任务可以理解为分类问题，即分为2类，也就是数据源的第86列， 可以分为0、1两类。我们首先需要对ticdata2000.txt进行训练，生成model，再根据model 进行预测。 2、数据清理 代码中需要对数据集进行缩放的目的在于： a、避免一些特征值范围过大而另一些特征值范围过小； b、避免在训练时为了计算核函数而计算内积的时候引起数值计算的困难。因此，通常将 数据缩放到 [ -1,1] 或者是 [0,1] 之间。 二、数据挖掘的算法说明 1、 svm算法说明 2、实现过程 在源程序里面，主要由以下2个函数来实现： (1) struct svm_model *svm_train(const struct svm_problem *prob, const struct svm_parameter *param); 该函数用来做训练，参数prob，是svm_problem类型数据，具体结构定义如下： struct svm_problem //存储本次参加运算的所有样本(数据集)，及其所属类别。 { int n; //记录样本总数 double *y; //指向样本所属类别的数组 struct svm_node **x; //指向一个存储内容为指针的数组 }; 其中svm_node的结构体定义如下： struct svm_node //用来存储输入空间中的单个特征 { int index; //输入空间序号，假设输入空间数为m double value; //该输入空间的值 }; 所以，prob也可以说是问题的指针，它指向样本数据的类别和输入向量，在内存中的具 体结构图如下： 图1.1libsvm训练时，样本数据在内存中的存放结构 只需在内存中申请n*(m+1)*sizeof(struct svm_node)大小的空间，并在里面填入每个 样本的每个输入空间的值，即可在程序中完成prob参数的设置。参数param，是 svm_parameter数据结构，具体结构定义如下： struct svm_parameter // 训练参数 { int svm_type; //svm类型，

SVM的常用多分类算法概述

SVM的常用多分类算法概述 摘要：SVM方法是建立在统计学习理论基础上的机器学习方法，具有相对优良的分类性能，是一种非线性分类器。最初SVM是用以解决两类分类问题，不能直接用于多类分类，当前已经有许多算法将SVM推广到多类分类问题，其中最常用两类：OAA和OAO算法，本文主要介绍这两类常用的多分类算法。 关键词：SVM；多分类；最优化 自从90年代初V. Vapnik提出经典的支持向量机理论（SVM），由于其完整的理论框架和在实际应用中取得的很多好的效果，在模式识别、函数逼近和概率密度估计领域受到了广泛的重视。SVM方法是建立在统计学习理论基础上的机器学习方法，具有相对优良的分类性能。SVM是一种非线性分类器。它的基本思想是将输入空间中的样本通过某种非线性函数关系映射到一个特征空间中，使两类样本在此特征空间中线性可分，并寻找样本在此特征空间中的最优线性区分平面。它的几个主要优点是可以解决小样本情况下的机器学习问题，提高泛化性能，解决高维问题、非线性问题，可以避免神经网络结构选择和局部极小点问题。 1. SVM方法 若样本集Q={（x i，y i）|i=1,……,L}∈R d*{-1,+1}是线性可分的。则存在分类超平面w T x+b=0,x∈R d对样本集Q中任一（x i，y i）都满足： 在空间R d中样本x=（x1，…, x d）r到分类超平面的距离d=|w T*x+b|/||w||，其中 ||w||= . 当存在x 使得w T x i+b=±1, 则图1中超平面的分类间隔 margin = 2/ ‖w ‖。 使分类间隔margin 最大的超平面即为最优分类超平面。寻找最优分类超平面的问题将转化为求如下一个二次规划问题: minΦ( w) =1/2‖w ‖ 满足约束条件： y i ( w T x i + b) ≥1 , i = 1 ,2 , ?, L 采用Lagrange 乘子转换为一个对偶问题,形式如下: 满足约束条件:

排序学习中的Ranking SVM算法研究

排序学习中的Ranking SVM算法研究 【摘要】本文详细分析了基于支持向量机的排序学习算法Ranking SVM，通过选取不同的惩罚参数在OHSUMED数据集进行实验，衡量了算法在评价准则MAP和NDCG@n下的性能。 【关键词】排序学习；排序支持向量机；算法 Researh of Ranking SVM Algorithm in Learning to Rank DING Wei-min （Weifang University，Weifang Shandong 261061，China） 【Abstract】The paper gives a detailed analysis about the algorithm of Ranking SVM.By experimenting with different penalty parameters on the data set of OHSUMED，the paper also gives the performance in the evaluation criteria of MAP and NDCG@n. 【Key words】Learning to rank；Ranking SVM；Algorithm 0 引言 目前，对于互联网上海量的资源，人们主要通过向搜索引擎提交查询请求获取所需要的信息。搜索引擎根据用户交互组件收到的请求对网页索引数据库检索并将结果交付排序组件进行排序处理，最终以网页排序列表的形式呈现给用户[1]。虽然网页排序列表集合仍十分巨大，实际上用户访问的网页数量却很少，如文献[2]通过分析用户点击数据的日志信息，得到用户点击网页排名的平均值基本在第六条记录左右。因此，如何将相关性强的网页排在列表的前面，而将相关性弱的网页排在后边是搜索引擎排序组件中排序算法需要解决的主要问题，本文在分析排序学习算法Ranking SVM基础上，通过在数据集OHSUMED进行实验，给出算法在评价准则MAP和NDCG@n下的性能。 1 排序学习与Ranking SVM算法[3，4] 排序学习的目的通过使用训练数据和机器学习技术自动创建排序模型。在排序学习中典型的设置是将特征向量和有序分类作为训练数据。通过在训练数据上进行学习得到排序模型，然应用到测试数据上。[5] Ranking SVM算法是通过在训练集构造样本有序数据对的方式将排序问题转化为应用支持向量机方法解决的二分类问题。具体描述为：针对训练集合构造有序数据对集合S={（x■■，x■■），z■}，x■■，x■■表示针对同一查询的返回文档，如果x■■，x■■组成顺序对，则z■值为+1表示。如果为逆序对，则z■值为

SVM中文介绍

基于统计学习理论的支持向量机算法研究 1 理论背景 基于数据的机器学习是现代智能技术中的重要方面，研究从观测数据（样本）出发寻找规律，利用这些规律对未来数据或无法观测的数据进行预测。迄今为止，关于机器学习还没有一种被共同接受的理论框架，关于其实现方法大致可以分为三种[3]： 第一种是经典的（参数）统计估计方法。包括模式识别、神经网络等在内，现有机器学习方法共同的重要理论基础之一是统计学。参数方法正是基于传统统计学的，在这种方法中，参数的相关形式是已知的，训练样本用来估计参数的值。这种方法有很大的局限性，首先，它需要已知样本分布形式，这需要花费很大代价，还有，传统统计学研究的是样本数目趋于无穷大时的渐近理论，现有学习方法也多是基于此假设。但在实际问题中，样本数往往是有限的，因此一些理论上很优秀的学习方法实际中表现却可能不尽人意。 第二种方法是经验非线性方法，如人工神经网络（ANN）。这种方法利用已知样本建立非线性模型，克服了传统参数估计方法的困难。但是，这种方法缺乏一种统一的数学理论。 与传统统计学相比，统计学习理论（Statistical Learning Theory或SLT）是一种专门研究小样本情况下机器学习规律的理论。该理论针对小样本统计问题建立了一套新的理论体系，在这种体系下的统计推理规则不仅考虑了对渐近性能的要求，而且追求在现有有限信息的条件下得到最优结果。V. Vapnik等人从六、七十年代开始致力于此方面研究[1]，到九十年代中期，随着其理论的不断发展和成熟，也由于神经网络等学习方法在理论上缺乏实质性进展，统计学习理论开始受到越来越广泛的重视。 统计学习理论的一个核心概念就是VC维(VC Dimension)概念，它是描述函数集或学习机器的复杂性或者说是学习能力(Capacity of the machine)的一个重要指标，在此概念基础上发展出了一系列关于统计学习的一致性(Consistency)、收敛速度、推广性能(Generalization Performance)等的重要结论。 统计学习理论是建立在一套较坚实的理论基础之上的，为解决有限样本学习问题提供了一个统一的框架。它能将很多现有方法纳入其中，有望帮助解决许多原来难以解决的问题（比如神经网络结构选择问题、局部极小点问题等）；同时，这一理论基础上发展了一种新的通用学习方法──支持向量机（Support Vector Machine或SVM），已初步表现出很多优于已有方法的性能。一些学者认为，SLT和SVM正在成为继神经网络研究之后新的研究热点，并将推动机器学习理论和技术有重大的发展。 支持向量机方法是建立在统计学习理论的VC维理论和结构风险最小原理基础上的，根据有限的样本信息在模型的复杂性(即对特定训练样本的学习精度，Accuracy)和学习能力(即无错误地识别任意样本的能力)之间寻求最佳折衷，以期获得最好的推广能力(Generalizatin Ability)。支持向量机方法的几个主要优点有： 1.它是专门针对有限样本情况的，其目标是得到现有信息下的最优解而不仅仅是样本数 趋于无穷大时的最优值；