代码实现非线性支持向量机

时间: 2023-06-12 09:02:53 浏览: 103
非线性支持向量机(Nonlinear Support Vector Machine,简称NLSVM)是支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)的一种扩展形式,它通过引入核函数来处理非线性可分的情况。 下面是一个简单的Python实现NLSVM的示例代码: ```python import numpy as np from sklearn.datasets import make_classification from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.svm import SVC from sklearn.metrics import accuracy_score # 生成随机数据集 X, y = make_classification(n_samples=1000, n_features=10, n_informative=5, n_classes=2, random_state=42) # 划分训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) # 定义核函数 def rbf_kernel(x1, x2, gamma): return np.exp(-gamma * np.linalg.norm(x1 - x2) ** 2) # 训练SVM模型 def train(X, y, C, kernel, gamma): n_samples, n_features = X.shape # 计算核矩阵 K = np.zeros((n_samples, n_samples)) for i in range(n_samples): for j in range(n_samples): K[i,j] = kernel(X[i], X[j], gamma) # 定义QP问题的参数 P = np.outer(y, y) * K q = -np.ones(n_samples) G = np.vstack((-np.eye(n_samples), np.eye(n_samples))) h = np.hstack((np.zeros(n_samples), C * np.ones(n_samples))) A = y.reshape(1, -1) b = np.zeros(1) # 解决QP问题 from cvxopt import solvers solvers.options['show_progress'] = False solution = solvers.qp(matrix(P), matrix(q), matrix(G), matrix(h), matrix(A), matrix(b)) alpha = np.array(solution['x']).flatten() # 提取支持向量 support_vectors = X[alpha > 1e-5] support_vectors_y = y[alpha > 1e-5] support_vectors_alpha = alpha[alpha > 1e-5] # 计算偏差 bias = np.mean(support_vectors_y - np.sum(support_vectors_alpha * support_vectors_y * K[alpha > 1e-5], axis=0)) return support_vectors, support_vectors_y, support_vectors_alpha, bias # 预测 def predict(X, support_vectors, support_vectors_y, support_vectors_alpha, bias, kernel, gamma): y_pred = np.zeros(len(X)) for i in range(len(X)): s = 0 for alpha, sv_y, sv in zip(support_vectors_alpha, support_vectors_y, support_vectors): s += alpha * sv_y * kernel(X[i], sv, gamma) y_pred[i] = s y_pred = np.sign(y_pred + bias) return y_pred # 训练和测试模型 C = 1 gamma = 0.5 kernel = rbf_kernel support_vectors, support_vectors_y, support_vectors_alpha, bias = train(X_train, y_train, C, kernel, gamma) y_pred_train = predict(X_train, support_vectors, support_vectors_y, support_vectors_alpha, bias, kernel, gamma) y_pred_test = predict(X_test, support_vectors, support_vectors_y, support_vectors_alpha, bias, kernel, gamma) # 计算准确率 print("Train accuracy:", accuracy_score(y_train, y_pred_train)) print("Test accuracy:", accuracy_score(y_test, y_pred_test)) ``` 该代码使用了CVXOPT库来解决二次规划问题。此外,还使用了Scikit-learn库中的make_classification函数来生成随机数据集,并使用SVC类和accuracy_score函数来评估模型的准确率。
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