深入了解支持向量機(SVM):線性與非線性算法原理
時間:2024-01-16 來源:華清遠見
支持向量機(SVM)是一種強大的監督式學習算法,被廣泛應用于分類和回歸分析。它
的優勢在于能夠在高維空間中處理數據,并在決策邊界中尋找最優解。SVM主要分為線性SVM
和非線性SVM兩種類型。
一、線性SVM算法原理
間隔最大化
線性SVM的核心目標是找到一個能夠將不同類別的數據點分開的最佳超平面。這個超平
面使得兩個類別之間的間隔(Margin)最大化。間隔是指離超平面最近的點到超平面的距離。
支持向量
支持向量是距離超平面最近的那些數據點,它們決定了超平面的位置。SVM的決策邊界
僅依賴于這些支持向量,這也是SVM名字的由來。
數學原理
通過優化問題,SVM的目標是最小化權重向量的范數,并滿足間隔最大化的條件,通常
使用拉格朗日乘數法來解決這個凸優化問題。
二、非線性SVM算法原理
核函數
非線性SVM通過引入核函數來解決不能通過線性超平面分開的數據。核函數能夠將數據
映射到更高維的空間,使得在這個新的空間中,數據線性可分。
常用核函數
多項式核函數、高斯核函數(徑向基函數),以及其他的核函數,能夠有效地將數據映
射到高維空間,使得數據變得線性可分。
軟間隔與懲罰因子
現實世界中,數據可能不是完全線性可分的,這時引入了軟間隔和懲罰因子,允許一些
數據點處于間隔內部,這提高了模型的泛化能力。
三、應用領域
SVM廣泛應用于文本分類、圖像識別、生物信息學和金融領域等。其對于小
樣本數據和高維特征的處理能力是其優勢所在。

