在Python中利用scikit-learn库实现SVM分类时,如何调整参数并可视化决策边界?请提供相应的代码示例。
时间: 2024-11-21 07:33:22 浏览: 67
SVM是一种强大的分类算法,其核心在于找到一个最优超平面,以最大化不同类别数据之间的间隔。在Python的scikit-learn库中,SVM的使用非常灵活,你可以通过调整核函数和参数来控制模型的性能和特性。为了可视化数据在特征空间中的超平面划分,你可以利用scikit-learn提供的工具来绘制决策边界。以下是一个使用scikit-learn库进行SVM分类并可视化的步骤和代码示例:
参考资源链接:菊安酱详解:支持向量机——机器学习系列第5期
- 导入必要的库和数据集,例如使用scikit-learn内置的鸢尾花数据集(Iris dataset)。
- 将数据集分为训练集和测试集,以便评估模型性能。
- 创建SVM分类器的实例,并设置相应的核函数(如线性核、RBF核等)以及其它参数(如C,gamma等)。
- 使用训练集对模型进行训练。
- 使用训练好的模型对测试集进行预测。
- 利用scikit-learn的绘图功能,比如
plot_decision_region
函数,绘制决策边界。 - 如果需要可视化特征空间中的超平面,可以使用
decision_function
方法获取模型的决策函数值,并通过等高线图来表示。
示例代码如下:
import numpy as np
from sklearn import datasets
from sklearn.svm import SVC
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import accuracy_score
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from matplotlib.colors import ListedColormap
# 加载数据集并进行标准化处理
iris = datasets.load_iris()
X = iris.data[:, :2] # 只取前两个特征,以便于可视化
y = iris.target
# 数据集分割
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=0)
# 数据标准化
sc = StandardScaler()
sc.fit(X_train)
X_train_std = sc.transform(X_train)
X_test_std = sc.transform(X_test)
# 创建SVM分类器并训练
svm = SVC(kernel='linear', C=1.0, random_state=0)
svm.fit(X_train_std, y_train)
# 预测和计算准确率
y_pred = svm.predict(X_test_std)
print('Accuracy:', accuracy_score(y_test, y_pred))
# 可视化决策边界
def plot_decision_regions(X, y, classifier, resolution=0.02):
markers = ('s', 'x', 'o', '^', 'v')
colors = ('red', 'blue', 'lightgreen', 'gray', 'cyan')
cmap = ListedColormap(colors[:len(np.unique(y))])
x1_min, x1_max = X[:, 0].min() - 1, X[:, 0].max() + 1
x2_min, x2_max = X[:, 1].min() - 1, X[:, 1].max() + 1
xx1, xx2 = np.meshgrid(np.arange(x1_min, x1_max, resolution),
np.arange(x2_min, x2_max, resolution))
Z = classifier.predict(np.array([xx1.ravel(), xx2.ravel()]).T)
Z = Z.reshape(xx1.shape)
plt.contourf(xx1, xx2, Z, alpha=0.3, cmap=cmap)
plt.xlim(xx1.min(), xx1.max())
plt.ylim(xx2.min(), xx2.max())
for idx, cl in enumerate(np.unique(y)):
plt.scatter(x=X[y == cl, 0],
y=X[y == cl, 1],
alpha=0.8,
c=colors[idx],
marker=markers[idx],
label=cl,
edgecolor='black')
plot_decision_regions(X_train_std, y_train, classifier=svm)
plt.xlabel('Sepal length [standardized]')
plt.ylabel('Sepal width [standardized]')
plt.legend(loc='upper left')
plt.show()
通过上述步骤和代码,你可以在Python中使用scikit-learn库实现SVM分类并可视化决策边界。这样不仅能够理解模型的分类效果,还可以直观地看到不同核函数对超平面划分的影响。如果想要进一步学习SVM的理论和实现细节,可以访问菊安酱的机器学习系列第5期,该课程不仅包含SVM的深入讲解,还提供了丰富的实例和可视化工具,有助于加深你对支持向量机算法的理解。
参考资源链接:菊安酱详解:支持向量机——机器学习系列第5期
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