对下列不可线性划分问题分别用带松弛项的支持向量机和高斯核函数的支持向量机方法建立分类器,正类:(4,2)(-1,-2);负类:(-3,4)(3,-6),并编写Matlab程序。
时间: 2024-01-12 18:03:01 浏览: 122
svm.rar_kernel matlab_svm 分类_核函数_核函数 支持向量机
好的,我可以为您解答这个问题。
首先,让我们来了解一下什么是带松弛项的支持向量机和高斯核函数的支持向量机方法。
带松弛项的支持向量机是一种常见的分类算法,它通过最大化分类间隔来确定决策边界。在实际应用中,数据往往不是完全线性可分的,因此需要引入松弛变量来允许一些数据点被错误分类。这个问题可以通过求解一个带有松弛项的线性规划问题来解决。
高斯核函数的支持向量机方法是一种非线性分类方法,它通过将数据点映射到高维空间中,从而使其线性可分。具体来说,它使用高斯核函数来度量数据点之间的相似性,然后在高维空间中构造一个最优的超平面来进行分类。
现在,我们可以按照以下步骤来建立分类器:
1. 数据准备
首先,我们需要将给定的数据点组成一个样本矩阵 X 和一个标签向量 Y,其中正类的标签为1,负类的标签为-1。在这个例子中,我们可以将数据点按照以下方式组织:
```matlab
X = [4 2; -1 -2; -3 4; 3 -6];
Y = [1; 1; -1; -1];
```
2. 训练带松弛项的支持向量机模型
接下来,我们可以使用 Matlab 自带的 `fitcsvm` 函数来训练带松弛项的支持向量机模型。具体来说,我们可以将松弛变量的惩罚系数 C 设置为一个较大的值,以确保模型对错误分类的点有一定的容忍度。这里,我们将 C 设置为 100。
```matlab
svm = fitcsvm(X, Y, 'KernelFunction', 'linear', 'BoxConstraint', 100);
```
3. 训练高斯核函数的支持向量机模型
同样地,我们可以使用 `fitcsvm` 函数来训练高斯核函数的支持向量机模型。在这个例子中,我们可以将高斯核函数的宽度参数 sigma 设置为 1。
```matlab
svm_rbf = fitcsvm(X, Y, 'KernelFunction', 'rbf', 'BoxConstraint', 100, 'KernelScale', 1);
```
4. 可视化分类结果
最后,我们可以使用 `predict` 函数来将新的数据点分类到正类或负类,并使用 `plot` 函数将分类结果可视化。在这个例子中,我们可以将决策边界和支持向量用实线和虚线表示,并用不同的颜色表示正类和负类。
```matlab
% 生成一个网格,用于绘制分类边界
[x1, x2] = meshgrid(-6:0.1:6, -6:0.1:6);
X_grid = [x1(:) x2(:)];
% 预测新样本的标签
Y_grid = predict(svm, X_grid);
Y_grid_rbf = predict(svm_rbf, X_grid);
% 绘制分类边界和支持向量
figure;
hold on;
contour(x1, x2, reshape(Y_grid, size(x1)), [0 0], 'LineWidth', 2, 'Color', 'b');
contour(x1, x2, reshape(Y_grid_rbf, size(x1)), [0 0], 'LineWidth', 2, 'Color', 'r', 'LineStyle', '--');
scatter(X(Y==1,1), X(Y==1,2), 'MarkerEdgeColor', 'b');
scatter(X(Y==-1,1), X(Y==-1,2), 'MarkerEdgeColor', 'r');
scatter(svm.SupportVectors(:,1), svm.SupportVectors(:,2), 'MarkerEdgeColor', 'k', 'MarkerFaceColor', 'none');
scatter(svm_rbf.SupportVectors(:,1), svm_rbf.SupportVectors(:,2), 'MarkerEdgeColor', 'k', 'MarkerFaceColor', 'none', 'Marker', 'x');
legend({'Linear SVM', 'RBF SVM', 'Positive class', 'Negative class', 'Support vectors (linear)', 'Support vectors (RBF)'});
hold off;
```
这样,我们就成功地建立了带松弛项的支持向量机和高斯核函数的支持向量机模型,并用 Matlab 可视化了分类结果。
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