支持向量机基本原理概述
时间: 2023-10-07 12:13:07 浏览: 50
支持向量机(Support Vector Machine,SVM)是一种广泛应用于分类和回归分析的机器学习算法。SVM 的基本原理是将数据映射到高维空间中,找到一个最优的超平面(decision boundary),将不同类别的数据分开,并且使得两侧距离最大。
具体来说,对于二分类问题,SVM的目标是找到一个超平面 $w^{T}x+b=0$,使得所有正样本 $x_{i}$ 满足 $w^{T}x_{i}+b \geq 1$,所有负样本 $x_{j}$ 满足 $w^{T}x_{j}+b \leq -1$,并且使得超平面到两侧最近点的距离(即 margin)最大化。这个距离可以用超平面到最近的正样本和负样本的距离之和来表示,即 $margin=\frac{2}{\Vert w \Vert}$。
在实际应用中,由于数据可能不是线性可分的,SVM 采用了核函数(kernel function)将数据映射到高维空间中,从而使得数据在高维空间中线性可分。常用的核函数有线性核函数、多项式核函数和高斯核函数等。
SVM 的基本思想是通过最大化 margin 来选择最优的超平面,从而达到分类效果最好的目的。SVM 在处理高维、非线性分类问题时表现良好,是一种非常常用的机器学习算法。
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非线性支持向量机的基本原理如下:
1. 数据映射:首先,将原始数据通过一个非线性映射函数(也称为核函数)映射到高维特征空间中。这个映射函数可以将低维的非线性数据转换为高维的线性可分数据。
2. 线性分类:在高维特征空间中,使用线性支持向量机的原理进行分类。即找到一个超平面,使得不同类别的数据点能够被最大间隔地分开。这个超平面由支持向量决定,支持向量是离超平面最近的数据点。
3. 决策函数:通过计算新样本点到超平面的距离,来判断新样本点的类别。距离超平面较远的点被判定为正类,距离超平面较近的点被判定为负类。
非线性支持向量机的优点是可以处理非线性数据集,并且具有较好的泛化能力。但是,由于需要进行高维特征空间的计算,可能会导致计算复杂度较高。
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